KR102644120B1

KR102644120B1 - Cathode active materials and electrochemical devices and electronic devices containing them

Info

Publication number: KR102644120B1
Application number: KR1020217022080A
Authority: KR
Inventors: 따오이 지앙; 즈후안 천
Original assignee: 닝더 엠프렉스 테크놀로지 리미티드
Priority date: 2021-03-31
Filing date: 2021-03-31
Publication date: 2024-03-07
Also published as: US20220328840A1; JP7470696B2; CN114080701A; EP4089765A1; WO2022205100A1; JP2023523660A; KR20210096289A

Abstract

본 출원은 음극활성재료 및 이를 포함하는 전기화학장치와 전자장치에 관한 것이다. 구체적으로, 본 출원이 제공하는 음극활성재료는 기질재료를 포함하고, 여기서, 상기 기질재료는 탄소가 도핑된 일산화규소를 포함하며, 상기 기질재료의 임의구역중에 특정함량의 탄소를 포함한다. 본 출원의 음극활성재료는 전기화학장치의 실온과 고온하에서의 순환성능을 현저히 개선시킬 수 있다.This application relates to cathode active materials and electrochemical devices and electronic devices containing the same. Specifically, the negative electrode active material provided by the present application includes a substrate material, wherein the substrate material includes silicon monoxide doped with carbon, and a certain amount of carbon is included in a certain region of the substrate material. The anode active material of the present application can significantly improve the circulation performance of an electrochemical device at room temperature and high temperature.

Description

음극활성재료 및 이를 포함하는 전기화학장치와 전자장치Cathode active materials and electrochemical devices and electronic devices containing them

본 출원은 에너지 저장 기술분야에 관한 것으로, 특히 음극활성재료 및 이를 포함하는 전기화학장치와 전자장치, 특히 리튬이온전지에 적용되는 음극활성재료에 관한 것이다.This application relates to the field of energy storage technology, and in particular to negative electrode active materials and electrochemical devices and electronic devices containing the same, especially negative electrode active materials applied to lithium ion batteries.

전기화학장치(이릍테면, 리튬이온전지)는 에너지밀도가 높고, 작업전압이 높고, 중량이 가볍고, 자가방전율이 낮고, 순환수명이 길며, 무기억효능과 환경친화적등 장점으로 인해, 이미 지능제품(핸드폰, 노트북, 카메라등 전자제품을 포함), 전기자동차, 전동공구, 드론, 첨단무기장비 및 규모화에너지저장등 분야 및 산업에 광범위하게 응용되고 있다.Electrochemical devices (such as lithium-ion batteries) are already intelligent products due to their advantages such as high energy density, high working voltage, light weight, low self-discharge rate, long cycle life, zero storage effect, and environmental friendliness. It is widely applied in fields and industries such as electronic products (including mobile phones, laptops, cameras, etc.), electric vehicles, power tools, drones, advanced weaponry equipment, and scaled energy storage.

규소기반 음극활성재료는 고용량을 가지고 있어, 미래 응용전망이 가장 있는 리튬이온 음극활성재료로 인정된다. 하지만, 규소의 도전성이 비교적 약하여, 규소기반 음극활성재료는 충방전순환 과정중에서 쉽게 불안정한 고체전해질계면(SEI) 막을 생성하고, 쉽게 부피팽창을 발생시켜, 그 응용을 엄중히 저해하고 있다.Silicon-based anode active materials have high capacity and are recognized as lithium-ion anode active materials with the best future application prospects. However, because the conductivity of silicon is relatively weak, silicon-based negative electrode active materials easily create an unstable solid electrolyte interface (SEI) film during the charge/discharge cycle process and easily cause volume expansion, seriously hindering their application.

따라서, 전기화학장치의 실온과 고온하에서의 순환성능을 개선하는데 도움이 되는 음극활성재료를 제공할 필요가 있다.Therefore, there is a need to provide a negative electrode active material that helps improve the circulation performance of electrochemical devices at room temperature and high temperature.

본 출원의 실시예는 음극활성재료 및 이를 포함하는 전기화학장치와 전자장치를 제공하여, 적어도 어느 정도에서 해당 분야에 존재하는 적어도 한가지 문제를 해결하려 한다.Embodiments of the present application seek to solve, at least to some extent, at least one problem existing in the field by providing a cathode active material and an electrochemical device and an electronic device containing the same.

하나의 실시예중에서, 본 출원은 음극활성재료를 제공하고, 상기 음극활성재료는 기질재료를 포함하고, 여기서, 상기 기질재료는 탄소와 일산화규소를 포함하며, 탄소, 규소와 산소의 총질량을 기준하여, 상기 탄소의 함량은 0.5% 내지 10%이다.In one embodiment, the present application provides a negative electrode active material, wherein the negative electrode active material includes a substrate material, wherein the substrate material includes carbon and silicon monoxide, and the total mass of carbon, silicon and oxygen is As a standard, the carbon content is 0.5% to 10%.

본 출원의 실시예에 의하면, 상기 탄소는 상기 일산화규소중에 도핑되어 있고, 상기 기질재료의 임의구역중에서, 탄소, 규소와 산소의 총질량을 기준하여, 상기 탄소의 함량은 0.5% 내지 10%이다.According to an embodiment of the present application, the carbon is doped in the silicon monoxide, and the carbon content is 0.5% to 10% based on the total mass of carbon, silicon and oxygen in any region of the substrate material. .

본 출원의 실시예에 의하면, 상기 기질재료의 평균입경은 0.5 μm 내지 30 μm이다.According to the embodiment of the present application, the average particle diameter of the substrate material is 0.5 μm to 30 μm.

본 출원의 실시예에 의하면, 상기 기질재료의 비표면적은 10 m²/g보다 작거나 같다.According to an embodiment of the present application, the specific surface area of the substrate material is less than or equal to 10 m ² /g.

본 출원의 실시예에 의하면, 상기 음극활성재료는 상기 기질재료의 적어도 일부분 표면에 형성된 코팅층을 더 포함하고, 상기 코팅층은 탄소, 산화물 또는 폴리머중의 적어도 일종을 포함한다.According to an embodiment of the present application, the negative electrode active material further includes a coating layer formed on at least a portion of the surface of the substrate material, and the coating layer includes at least one of carbon, oxide, or polymer.

본 출원의 실시예에 의하면, 상기 음극활성재료는 이하 특징중의 적어도 하나를 만족한다. (a)상기 코팅층은 탄소를 포함하고, 상기 코팅층중의 상기 탄소는 비정질탄소를 포함한다. (b)상기 코팅층은 탄소를 포함하고, 상기 코팅층중의 탄소함량과 상기 기질재료중의 탄소함량의 중량비는 0.5 내지 5이다. (c)상기 코팅층은 탄소를 포함하고, 상기 음극활성재료의 중량을 기준하여, 상기 코팅층중의 탄소함량은 0.05% 내지 10%이다. (d)상기 산화물은 식MeOy로 표시되는 물질을 가지고 있고, Me는 Al, Si, Ti, Mn, V, Cr, Co 또는 Zr중의 적어도 일종을 포함하고, 2y의 수치는 Me의 원자가이고, 상기 음극활성재료의 중량을 기준하여, 상기 Me의 함량은 0.05% 내지 5%이다. (e)상기 코팅층의 두께는 0.5 nm 내지 100 nm이다.According to the embodiments of the present application, the negative electrode active material satisfies at least one of the following characteristics. (a) The coating layer contains carbon, and the carbon in the coating layer contains amorphous carbon. (b) The coating layer contains carbon, and the weight ratio of the carbon content in the coating layer and the carbon content in the substrate material is 0.5 to 5. (c) The coating layer contains carbon, and the carbon content in the coating layer is 0.05% to 10% based on the weight of the negative electrode active material. (d) The oxide has a material represented by the formula MeOy, Me includes at least one of Al, Si, Ti, Mn, V, Cr, Co or Zr, the value of 2y is the valence of Me, and Based on the weight of the negative electrode active material, the Me content is 0.05% to 5%. (e) The thickness of the coating layer is 0.5 nm to 100 nm.

본 출원의 실시예에 의하면, 상기 폴리머는 폴리플루오르화비닐리덴(PVDF), 카르복시메틸셀룰로오스, 나트륨카르복시메틸셀룰로오스, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴산, 스티렌부타디엔고무(SBR), 폴리아크릴아미드, 폴리이미드 또는 폴리아미드이미드중의 적어도 일종을 포함한다.According to an example of the present application, the polymer is polyvinylidene fluoride (PVDF), carboxymethyl cellulose, sodium carboxymethyl cellulose, polyvinylpyrrolidone, polyacrylic acid, styrene butadiene rubber (SBR), polyacrylamide, poly E Contains at least one type of mead or polyamideimide.

본 출원의 실시예에 의하면, 상기 음극활성재료의 X선회절도중에서, 2θ가 28.4±0.1범위내에 있는 최고특징피크의 강도는 I₁이고, 2θ가 22.0±0.1범위내에 있는 최고특징피크의 강도는 I₂이며, I₁/I₂≤10이다.According to the embodiment of the present application, in _the I ₂ and I ₁ /I ₂ ≤10.

다른 하나의 실시예중에서, 본 출원은 전기화학장치를 제공하고, 상기 전기화학장치는 상기 서술한 바와 같은 음극활성재료를 포함한다.In another embodiment, the present application provides an electrochemical device, the electrochemical device comprising a cathode active material as described above.

또 다른 하나의 실시예중에서, 본 출원은 전자장치를 제공하고, 상기 전자장치는 상기 서술한 바와 같은 전기화학장치를 포함한다.In another embodiment, the present application provides an electronic device, the electronic device including an electrochemical device as described above.

본 출원 실시예의 추가적인 측면 및 장점은 부분적으로 후속 설명에서 서술 및 제시하거나 본 출원 실시예의 실시를 통하여 해석한다.Additional aspects and advantages of the embodiments of the present application are in part described and presented in the subsequent description or interpreted through practice of the embodiments of the present application.

이하에서는 본 출원 실시예 혹은 종래기술을 서술하기 위하여 필요한 도면을 간략히 설명함으로써 본 출원의 실시예를 서술한다. 명백히 알다시피, 하기 서술중의 도면은 본 출원중의 일부 실시예일 뿐이다. 본 출원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면, 창조성노동이 불필요한 전제하에서 이하 도면중에서 예시한 구조에 근거하여 기타 실시예의 도면을 얻을 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
도1은 실시예2의 음극활성재료중의 탄소분포의 설명도를 나타낸다.
도2는 비교예2의 음극활성재료중의 탄소분포의 설명도를 나타낸다.Hereinafter, the embodiments of the present application will be described by briefly explaining the drawings necessary to describe the embodiments of the present application or the prior art. As will be apparent, the drawings described below are only some examples of the present application. Those of ordinary skill in the technical field to which this application pertains will understand that drawings of other embodiments can be obtained based on the structures illustrated in the drawings below, under the premise that creative labor is not necessary.
Figure 1 shows an explanatory diagram of carbon distribution in the negative electrode active material of Example 2.
Figure 2 shows an explanatory diagram of carbon distribution in the negative electrode active material of Comparative Example 2.

본 출원의 실시예는 아래에 상세히 묘사되어 있을 것이다. 본 출원 명세서 전문중에서, 동일 또는 비슷한 소자 및 동일 또는 비슷한 기능을 가지고 있는 소자를 유사한 도면기호를 통하여 표시한다. 여기서 서술한 도면에 관한 실시예는 설명적이고, 도면해석적이며, 본 출원의 기본이해를 제공하기 위한 것이다. 본 출원의 실시예는 본 출원에 대한 한정으로 해석해서는 안될 것이다.Embodiments of the present application will be described in detail below. In the full text of this application specification, identical or similar elements and elements having the same or similar functions are indicated by similar drawing symbols. The embodiments of the drawings described herein are explanatory, interpretative, and are intended to provide a basic understanding of the present application. The examples of this application should not be construed as limitations to this application.

달리 명시하지 않는 한, 본문에서 사용하는 하기 용어는 아래에 제시한 의미를 가진다.Unless otherwise specified, the following terms used in the text have the meanings set forth below.

용어 "약"은 작은 변화를 서술 및 설명한다. 사건 혹은 상황과 결합하여 사용할 시, 상기 용어는 사건 혹은 상황이 정확하게 발생하는 예 및 사건 혹은 상황이 근접하게 발생하는 예를 가리킨다. 예를 들면, 수치와 결합하여 사용할 시, 용어는 상기 수치의 ±10%의 변화범위보다 작거나 같음, 이를테면, ±5%보다 작거나 같음, ±4%보다 작거나 같음, ±3%보다 작거나 같음, ±2%보다 작거나 같음, ±1%보다 작거나 같음, ±0.5%보다 작거나 같음, ±0.1%보다 작거나 같음 또는 ±0.05%보다 작거나 같음을 대신하여 가리킬 수 있다. 또한, 본문에서 때로는 범위격식으로 량, 비율과 기타수치를 표현하기도 한다. 이러한 범위격식은 편리 및 간결하기 위함임을 이해해야 할것이고, 또 이는 범위 제한의 수치를 명확하게 가리킴을 포함할뿐만 아니라 상기 범위내의 모든 개별수치 혹은 자범위를 포함한다는것을 령활하게 이해해야 할것이며, 이를테면, 매 수치 및 자범위를 명확하게 가리켜야 한다.The term “about” describes and explains small changes. When used in conjunction with an event or situation, the term refers to instances in which the event or situation occurs precisely and instances in which the event or situation occurs closely. For example, when used in conjunction with a numerical value, the term means less than or equal to a ±10% variation of the numerical value, such as less than or equal to ±5%, less than or equal to ±4%, or less than ±3%. It can be indicated instead of less than or equal to ±2%, less than or equal to ±1%, less than or equal to ±0.5%, less than or equal to ±0.1%, or less than or equal to ±0.05%. Additionally, quantities, ratios, and other numbers are sometimes expressed in the text in the range format. It should be understood that this range format is for convenience and brevity, and that it not only includes a clear indication of the numerical value of the range limit, but also includes all individual values or subranges within the range, such as: Each value and range must be clearly indicated.

본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용 및 청구범위중에서, 용어 "중의 적어도 일종"으로 연결된 항목의 열표는 열거된 항목의 일체 조합을 의미할 수 있다. 예를 들면, 항목 A와 B를 열거할 시, 구"A와 B중의 적어도 일종"은 A만, B만 혹은 A와 B를 의미한다. 다른 하나의 실시예중에서, 항목 A, B 및 C를 열거할 시, 구"A, B 및 C중의 적어도 일종"은 A만, 혹은 B만, C만, A와 B(C를 배제), B와 C(A를 배제), A와 C(B를 배제), 혹은 A, B와 C의 전부를 의미한다. 항목A는 단일 소자 혹은 다수 소자를 포함할 수 있다. 항목B는 단일 소자 혹은 다수 소자를 포함할 수 있다. 항목C는 단일 소자 혹은 다수 소자를 포함할 수 있다.In the specific details and claims for carrying out the present invention, a table of items connected with the term “at least one of” may mean any combination of the listed items. For example, when listing items A and B, the phrase "at least one of A and B" means A only, B only, or A and B. In another embodiment, when listing items A, B, and C, the phrase "at least one of A, B, and C" means A only, B only, C only, A and B (excluding C), B and C (excluding A), A and C (excluding B), or all of A, B, and C. Item A may contain a single element or multiple elements. Item B may contain a single element or multiple elements. Item C may include a single element or multiple elements.

규소기반 음극활성재료는 1000 mAh/g 내지 4200 mAh/g에 달하는 그람용량을 가지고 있어, 미래 응용전망이 가장 있는 리튬이온전지 음극활성재료로 인정된다. 하지만, 규소의 도전성이 비교적 약하여(저항율이 10⁸Ω·cm보다 큼), 규소기반 음극활성재료가 충방전 과정중에 형성된 고체전해질계면(300%)막이 불안정하고, 쉽게 부피팽창(300%에 달함)을 발생시켜, 소비용전지가 수요하는 장순환과 저팽창요구를 만족시킬 수 없다.Silicon-based anode active materials have a gram capacity ranging from 1000 mAh/g to 4200 mAh/g, and are recognized as lithium-ion battery anode active materials with the greatest future application prospects. However, because the conductivity of silicon is relatively weak (resistivity greater than 10 ⁸ Ω·cm), the solid electrolyte interface (300%) film formed during the charging and discharging process of the silicon-based negative electrode active material is unstable and easily expands in volume (reaching 300%). ), and cannot satisfy the long circulation and low expansion requirements required by consumer batteries.

규소음극활성재료의 성능을 향상시키는 수단은 다공재료의 디자인, 재료사이즈의 감소, 산화물코팅, 폴리머코팅, 탄소코팅과 기질재료의 개진 등을 포함한다. 다공재료의 디자인과 재료사이즈의 감소는 순환과정중 부반응의 발생과 제어불능의 SEI막의 성장을 피할 수 없어, 규소음극활성재료의 순환안정성을 제한한다. 산화물 또는 폴리머가 코팅된 규소음극활성재료는 도전성이 여전히 비교적 약하고(저항율이 10⁵Ω·cm보다 큼), 전기화학저항이 비교적 크며, 리튬방출과정중에서 코팅층이 쉽게 파괴되어, 리튬이온전지의 순환수명에 불리한 영향을 준다. 탄소코팅은 우수한 도전성(저항율이 0.1 Ω·cm보다 작음)을 제공할 수 있지만, 극편가공과정중에 탈탄소현상이 나타나기 쉽고, 그리고 순환과정중에 규소의 팽창수축과 파열로 인하여, 탄소코팅층은 규소기반 음극활성재료상으로부터 쉽게 박리되어, 리튬이온전지의 순환수명이 단축되는 것을 초래한다. 규소음극활성재료의 기질재료는 주요하게 규소산소탄소세라믹재료와 일산화규소재료를 포함한다. 폴리실록산 전구체를 채용하여 제조된 규소탄소산소세라믹재료는 SiOC₃, SiO₂C₃, SiO₃C₃ 또는 SiO₄등 구조를 포함하고, 그람용량은 비교적 낮다(이를테면 1000 mAh/g). 전구체의 원료와 구조의 제한으로 인해, 형성된 규소산소탄소세라믹 구조중 탄소의 함량은 10%보다 커서, 전압플랫폼이 대폭 감소되는 것을 초래한다. 도핑 또는 코팅을 통하여 개진하여도, 규소산소탄소세라믹재료는 여전히 비교적 높은 전압플랫폼을 가지고 있고, 에너지밀도가 비교적 낮다. 불균화를 통하여 일산화규소중의 규소와 산소의 분포를 제어할 수 있고, 비록 규소와 산소가 기질중에 균일하게 분포될 수 있지만, 리튬삽입후에 형성된 리튬규소산염이 불안정하다. 이는 일산화규소의 순환성능의 부족을 초래하여 리튬이온전지의 순환성능을 효과적으로 개선시킬 수 없다.Means to improve the performance of silicon anode active materials include porous material design, material size reduction, oxide coating, polymer coating, carbon coating, and improvement of substrate materials. The design of the porous material and the reduction of the material size cannot avoid the occurrence of side reactions and the uncontrollable growth of the SEI film during the circulation process, which limits the circulation stability of the silicon anode active material. Silicon anode active materials coated with oxides or polymers still have relatively weak conductivity (resistivity greater than 10 ⁵ Ω·cm), relatively high electrochemical resistance, and the coating layer is easily destroyed during the lithium release process, thereby preventing the circulation of lithium-ion batteries. It has an adverse effect on lifespan. Carbon coating can provide excellent conductivity (resistivity less than 0.1 Ω·cm), but it is prone to decarbonization during the pole piece processing process, and due to expansion, contraction and rupture of silicon during the circulation process, the carbon coating layer is silicon-based. It easily peels off from the negative electrode active material, resulting in a shortened cycle life of the lithium ion battery. The substrate materials of silicon anode active materials mainly include silicon-oxygen-carbon ceramic materials and silicon monoxide materials. Silicon-carbon-oxygen ceramic materials prepared by employing polysiloxane precursors include structures such as SiOC ₃ , SiO ₂ C ₃ , SiO ₃ C ₃ or SiO ₄ , and have relatively low gram capacities (for example, 1000 mAh/g). Due to limitations in the raw material and structure of the precursor, the carbon content in the formed silicon-oxygen-carbon ceramic structure is greater than 10%, resulting in a significant reduction in the voltage platform. Even if developed through doping or coating, silicon-oxygen-carbon ceramic materials still have a relatively high voltage platform and relatively low energy density. Through disproportionation, the distribution of silicon and oxygen in silicon monoxide can be controlled, and although silicon and oxygen can be distributed uniformly in the substrate, the lithium silicate formed after lithium insertion is unstable. This results in a lack of cycling performance of silicon monoxide, making it impossible to effectively improve the cycling performance of lithium ion batteries.

상기 문제를 해결하기 위하여, 본 출원은 특정함량의 탄소가 도핑된 일산화규소를 기질재료로 하여 음극활성재료를 제조하여, 전기화학장치의 실온과 고온하에서의 순환성능을 개선시킨다. 구체적으로, 본 출원은 음극활성재료를 제공하고, 상기 음극활성재료는 기질재료를 포함하고, 여기서, 상기 기질재료는 탄소와 일산화규소를 포함하며, 탄소, 규소와 산소의 총질량을 기준하여, 상기 탄소의 함량은 0.5% 내지 10%이다. 일부 실시예중에서, 탄소, 규소와 산소의 총질량을 기준하여, 상기 탄소의 함량은 0.8% 내지 8%이다. 일부 실시예중에서, 탄소, 규소와 산소의 총질량을 기준하여, 상기 탄소의 함량은 1% 내지 6%이다. 일부 실시예중에서, 탄소, 규소와 산소의 총질량을 기준하여, 상기 탄소의 함량은 2% 내지 5%이다. 일부 실시예중에서, 탄소, 규소와 산소의 총질량을 기준하여, 상기 탄소의 함량은 3% 내지 4%이다. 일부 실시예중에서, 탄소, 규소와 산소의 총질량을 기준하여, 상기 탄소의 함량은 0.5%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%이거나 상기 임의의 수치로 조성된 범위내에 있다.In order to solve the above problem, the present application manufactures a negative electrode active material using silicon monoxide doped with a specific amount of carbon as a substrate material, thereby improving the circulation performance of the electrochemical device at room temperature and high temperature. Specifically, the present application provides a negative electrode active material, wherein the negative electrode active material includes a substrate material, wherein the substrate material includes carbon and silicon monoxide, and based on the total mass of carbon, silicon and oxygen, The carbon content is 0.5% to 10%. In some embodiments, the carbon content is between 0.8% and 8%, based on the total mass of carbon, silicon and oxygen. In some embodiments, the carbon content is between 1% and 6%, based on the total mass of carbon, silicon and oxygen. In some embodiments, the carbon content is 2% to 5%, based on the total mass of carbon, silicon and oxygen. In some embodiments, the carbon content is 3% to 4%, based on the total mass of carbon, silicon and oxygen. In some embodiments, based on the total mass of carbon, silicon and oxygen, the carbon content is 0.5%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9%. %, 10%, or within the range of any of the above values.

일산화규소내부에 특정함량의 원자급 탄소를 도핑한다면, 기질재료내부에 Si-C과 O-C결합을 형성할 수 있어, Si-O결합이 순환과정중에서 분열하고 리포밍하여 부규소(Si rich) 구역을 형성하는 것을 완화 또는 억제 시킬 수 있고, 나아가 부규소 구역의 팽창응력이 과대하는 문제를 완화시킬 수 있어, 전기화학장치의 실온과 고온하에서의 순환성능을 현저히 개선시킨다.If a specific amount of atomic carbon is doped inside the silicon monoxide, Si-C and O-C bonds can be formed inside the substrate material, and the Si-O bond is split and reformed during the cycle to form a silicon-rich region. The formation of can be alleviated or suppressed, and furthermore, the problem of excessive expansion stress in the sub-silicon zone can be alleviated, thereby significantly improving the circulation performance of the electrochemical device at room temperature and high temperature.

일부 실시예중에서, 상기 탄소는 상기 일산화규소중에 도핑되어 있고, 상기 기질재료의 임의구역중에서, 탄소, 규소와 산소의 총질량을 기준하여, 상기 탄소의 함량은 0.5% 내지 10%이다. 일부 실시예중에서, 상기 기질재료의 임의 구역중에서, 탄소, 규소와 산소의 총질량을 기준하여, 상기 탄소의 함량은 0.8% 내지 8%이다. 일부 실시예중에서, 상기 기질재료의 임의 구역중에서, 탄소, 규소와 산소의 총질량을 기준하여, 상기 탄소의 함량은 1% 내지 6%이다. 일부 실시예중에서, 상기 기질재료의 임의 구역중에서, 탄소, 규소와 산소의 총질량을 기준하여, 상기 탄소의 함량은 2% 내지 5%이다. 일부 실시예중에서, 상기 기질재료의 임의 구역중에서, 탄소, 규소와 산소의 총질량을 기준하여, 상기 탄소의 함량은 3% 내지 4%이다. 일부 실시예중에서, 상기 기질재료의 임의 구역중에서, 탄소, 규소와 산소의 총질량을 기준하여, 상기 탄소의 함량은 0.5%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%이거나 상기 임의의 수치로 조성된 범위내에 있다.In some embodiments, the carbon is doped in the silicon monoxide, and the carbon content is 0.5% to 10% based on the total mass of carbon, silicon and oxygen in any region of the substrate material. In some embodiments, the carbon content is between 0.8% and 8%, based on the total mass of carbon, silicon and oxygen in any section of the substrate material. In some embodiments, the carbon content is between 1% and 6%, based on the total mass of carbon, silicon and oxygen in any section of the substrate material. In some embodiments, the carbon content is between 2% and 5%, based on the total mass of carbon, silicon and oxygen in any section of the substrate material. In some embodiments, the carbon content in any section of the substrate material is 3% to 4%, based on the total mass of carbon, silicon and oxygen. In some embodiments, in any region of the substrate material, based on the total mass of carbon, silicon and oxygen, the carbon content is 0.5%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%. , 7%, 8%, 9%, 10% or within the range of any of the above values.

일부 실시예중에서, 상기 기질재료의 평균입경은 0.5 μm 내지 30 μm이다. 일부 실시예중에서, 상기 기질재료의 평균입경은 1 μm 내지 25 μm이다. 일부 실시예중에서, 상기 기질재료의 평균입경은 5 μm 내지 20 μm이다. 일부 실시예중에서, 상기 기질재료의 평균입경은 10 μm 내지 15 μm이다. 일부 실시예중에서, 상기 기질재료의 평균입경은 0.5 μm, 1 μm, 3 μm, 5 μm, 8 μm, 10 μm, 13 μm, 15 μm, 18 μm, 20 μm, 23 μm, 25 μm, 28 μm, 30 μm이거나 상기 임의의 수치로 조성된 범위내에 있다. 기질재료의 평균입경이 상기 범위내에 있을 시, 전기화학장치의 실온과 고온하에서의 순환성능을 진일보 개선하는데 유리하다.In some embodiments, the average particle diameter of the substrate material is between 0.5 μm and 30 μm. In some embodiments, the average particle diameter of the substrate material is between 1 μm and 25 μm. In some embodiments, the average particle diameter of the substrate material is 5 μm to 20 μm. In some embodiments, the average particle diameter of the substrate material is 10 μm to 15 μm. In some embodiments, the average particle diameter of the substrate material is 0.5 μm, 1 μm, 3 μm, 5 μm, 8 μm, 10 μm, 13 μm, 15 μm, 18 μm, 20 μm, 23 μm, 25 μm, 28 μm. , 30 μm or within the range of any of the above values. When the average particle size of the substrate material is within the above range, it is advantageous to further improve the circulation performance of the electrochemical device at room temperature and high temperature.

일부 실시예중에서, 상기 기질재료의 비표면적은 10 m²/g보다 작거나 같다. 일부 실시예중에서, 상기 기질재료의 비표면적은 9 m²/g보다 작거나 같다. 일부 실시예중에서, 상기 기질재료의 비표면적은 8 m²/g보다 작거나 같다. 일부 실시예중에서, 상기 기질재료의 비표면적은 7 m²/g보다 작거나 같다. 일부 실시예중에서, 상기 기질재료의 비표면적은 6 m²/g보다 작거나 같다. 일부 실시예중에서, 상기 기질재료의 비표면적은 5 m²/g보다 작거나 같다. 일부 실시예중에서, 상기 기질재료의 비표면적은 4 m²/g보다 작거나 같다. 일부 실시예중에서, 상기 기질재료의 비표면적은 3 m²/g보다 작거나 같다. 일부 실시예중에서, 상기 기질재료의 비표면적은 2 m²/g보다 작거나 같다. 일부 실시예중에서, 상기 기질재료의 비표면적은 1 m²/g보다 작거나 같다. 기질재료의 비표면적이 상기 범위내에 있을 시, 전기화학장치의 실온과 고온하에서의 순환성능을 진일보 개선하는데 유리하다.In some embodiments, the specific surface area of the substrate material is less than or equal to 10 m ² /g. In some embodiments, the specific surface area of the substrate material is less than or equal to 9 m ² /g. In some embodiments, the specific surface area of the substrate material is less than or equal to 8 m ² /g. In some embodiments, the specific surface area of the substrate material is less than or equal to 7 m ² /g. In some embodiments, the specific surface area of the substrate material is less than or equal to 6 m ² /g. In some embodiments, the specific surface area of the substrate material is less than or equal to 5 m ² /g. In some embodiments, the specific surface area of the substrate material is less than or equal to 4 m ² /g. In some embodiments, the specific surface area of the substrate material is less than or equal to 3 m ² /g. In some embodiments, the specific surface area of the substrate material is less than or equal to 2 m ² /g. In some embodiments, the specific surface area of the substrate material is less than or equal to 1 m ² /g. When the specific surface area of the substrate material is within the above range, it is advantageous to further improve the circulation performance of the electrochemical device at room temperature and high temperature.

일부 실시예중에서, 상기 음극활성재료는 상기 기질재료의 적어도 일부 표면에 형성된 코팅층을 더 포함하고, 상기 코팅층은 탄소, 산화물 또는 폴리머중의 적어도 일종을 포함한다.In some embodiments, the negative electrode active material further includes a coating layer formed on at least a portion of the surface of the substrate material, and the coating layer includes at least one of carbon, oxide, or polymer.

일부 실시예중에서, 상기 코팅층은 탄소를 포함한다.In some embodiments, the coating layer includes carbon.

일부 실시예중에서, 상기 코팅층중의 상기 탄소는 비정질탄소를 포함한다.In some embodiments, the carbon in the coating layer includes amorphous carbon.

일부 실시예중에서, 상기 코팅층중의 탄소함량과 상기 기질재료중의 탄소함량의 중량비는 0.5 내지 5이다. 일부 실시예중에서, 상기 코팅층중의 탄소함량과 상기 기질재료중의 탄소함량의 중량비는 0.8 내지 4이다. 일부 실시예중에서, 상기 코팅층중의 탄소함량과 상기 기질재료중의 탄소함량의 중량비는 1 내지 3이다. 일부 실시예중에서, 상기 코팅층중의 탄소함량과 상기 기질재료중의 탄소함량의 중량비는 0.5, 0.8, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5이거나 상기 임의의 수치로 조성된 범위내에 있다. 코팅층중의 탄소함량과 기질재료중의 탄소함량의 중량비가 상기 범위내에 있을 시, 전기화학장치의 실온과 고온하에서의 순환성능을 진일보 개선하는데 유리하다.In some embodiments, the weight ratio of the carbon content in the coating layer to the carbon content in the substrate material is 0.5 to 5. In some embodiments, the weight ratio of the carbon content in the coating layer to the carbon content in the substrate material is 0.8 to 4. In some embodiments, the weight ratio of the carbon content in the coating layer to the carbon content in the substrate material is 1 to 3. In some embodiments, the weight ratio of the carbon content in the coating layer to the carbon content in the substrate material is 0.5, 0.8, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5, or any of the above values. It is within the range. When the weight ratio of the carbon content in the coating layer and the carbon content in the substrate material is within the above range, it is advantageous to further improve the circulation performance of the electrochemical device at room temperature and high temperature.

일부 실시예중에서, 상기 음극활성재료의 중량을 기준하여, 상기 코팅층중의 탄소함량은 0.05% 내지 10%이다. 일부 실시예중에서, 상기 음극활성재료의 중량을 기준하여, 상기 코팅층중의 탄소함량은 0.1% 내지 8%이다. 일부 실시예중에서, 상기 음극활성재료의 중량을 기준하여, 상기 코팅층중의 탄소함량은 0.5% 내지 5%이다. 일부 실시예중에서, 상기 음극활성재료의 중량을 기준하여, 상기 코팅층중의 탄소함량은 0.8% 내지 3%이다. 일부 실시예중에서, 상기 음극활성재료의 중량을 기준하여, 상기 코팅층중의 탄소함량은 1% 내지 2%이다. 일부 실시예중에서, 상기 음극활성재료의 중량을 기준하여, 상기 코팅층중의 탄소함량은 0.05%, 0.1%, 0.5%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%이거나 상기 임의의 수치로 조성된 범위내에 있다. 코팅층중의 탄소함량이 상기 범위내에 있을 시, 전기화학장치의 실온과 고온하에서의 순환성능을 진일보 개선하는데 유리하다.In some embodiments, the carbon content in the coating layer is 0.05% to 10%, based on the weight of the negative electrode active material. In some embodiments, the carbon content in the coating layer is 0.1% to 8%, based on the weight of the negative electrode active material. In some embodiments, the carbon content in the coating layer is 0.5% to 5%, based on the weight of the negative electrode active material. In some embodiments, the carbon content in the coating layer is 0.8% to 3%, based on the weight of the negative electrode active material. In some embodiments, the carbon content in the coating layer is 1% to 2%, based on the weight of the negative electrode active material. In some embodiments, based on the weight of the negative electrode active material, the carbon content in the coating layer is 0.05%, 0.1%, 0.5%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%. %, 8%, 9%, 10% or within the range of any of the above values. When the carbon content in the coating layer is within the above range, it is advantageous to further improve the circulation performance of the electrochemical device at room temperature and high temperature.

일부 실시예중에서, 상기 코팅층은 산화물을 포함한다.In some embodiments, the coating layer includes an oxide.

일부 실시예중에서, 상기 산화물은 식MeOy로 표시되는 물질을 가지고 있고, Me는 Al, Si, Ti, Mn, V, Cr, Co 또는 Zr중의 적어도 일종을 포함하고, 2y의 수치는 Me의 원자가이다.In some embodiments, the oxide has a material represented by the formula MeOy, where Me includes at least one of Al, Si, Ti, Mn, V, Cr, Co, or Zr, and the number 2y is the valence of Me. .

일부 실시예중에서, 상기 음극활성재료의 중량을 기준하여, 상기 Me의 함량은 0.05% 내지 5%이다. 일부 실시예중에서, 상기 음극활성재료의 중량을 기준하여, 상기 Me의 함량은 0.1% 내지 4%이다. 일부 실시예중에서, 상기 음극활성재료의 중량을 기준하여, 상기 Me의 함량은 0.5% 내지 3%이다. 일부 실시예중에서, 상기 음극활성재료의 중량을 기준하여, 상기 Me의 함량은 1% 내지 2%이다. 일부 실시예중에서, 상기 음극활성재료의 중량을 기준하여, 상기 Me의 함량은 0.05%, 0.1%, 0.5%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%이거나 상기 임의의 수치로 조성된 범위내에 있다. 산화물중의 Me원소의 함량이 상기 범위내에 있을 시, 전기화학장치의 실온과 고온하에서의 순환성능을 진일보 개선하는데 유리하다.In some embodiments, the Me content is 0.05% to 5%, based on the weight of the negative electrode active material. In some embodiments, the Me content is 0.1% to 4%, based on the weight of the negative electrode active material. In some embodiments, the Me content is 0.5% to 3%, based on the weight of the negative electrode active material. In some embodiments, the Me content is 1% to 2% based on the weight of the negative electrode active material. In some embodiments, based on the weight of the negative electrode active material, the Me content is 0.05%, 0.1%, 0.5%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5% or any of the above values. It is within the range. When the content of Me element in the oxide is within the above range, it is advantageous to further improve the circulation performance of the electrochemical device at room temperature and high temperature.

일부 실시예중에서, 상기 코팅층은 폴리머를 포함한다.In some embodiments, the coating layer includes a polymer.

일부 실시예중에서, 상기 폴리머는 폴리플루오르화비닐리덴(PVDF), 카르복시메틸셀룰로오스, 나트륨카르복시메틸셀룰로오스, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴산, 스티렌부타디엔고무(SBR), 폴리아크릴아미드, 폴리이미드 또는 폴리아미드이미드중의 적어도 일종을 포함한다.In some embodiments, the polymer is polyvinylidene fluoride (PVDF), carboxymethylcellulose, sodium carboxymethylcellulose, polyvinylpyrrolidone, polyacrylic acid, styrenebutadiene rubber (SBR), polyacrylamide, polyimide, or poly Contains at least one kind of amide-imide.

일부 실시예중에서, 상기 코팅층의 두께는 0.5 nm 내지 100 nm이다. 일부 실시예중에서, 상기 코팅층의 두께는 1 nm 내지 80 nm이다. 일부 실시예중에서, 상기 코팅층의 두께는 5 nm 내지 60 nm이다. 일부 실시예중에서, 상기 코팅층의 두께는 10 nm 내지 50 nm이다. 일부 실시예중에서, 상기 코팅층의 두께는 20 nm 내지 30 nm이다. 일부 실시예중에서, 상기 코팅층의 두께는 0.5 nm, 1 nm, 5 nm, 10 nm, 15 nm, 20 nm, 25 nm, 30 nm, 35 nm, 40 nm, 45 nm, 50 nm, 55 nm, 60 nm, 65 nm, 70 nm, 75 nm, 80 nm, 85 nm, 90 nm, 95 nm, 100 nm이거나 상기 임의의 수치로 조성된 범위내에 있다. 코팅층의 두께가 상기 범위내에 있을 시, 전기화학장치의 실온과 고온하에서의 순환성능을 진일보 개선하는데 유리하다.In some embodiments, the thickness of the coating layer is 0.5 nm to 100 nm. In some embodiments, the coating layer has a thickness of 1 nm to 80 nm. In some embodiments, the thickness of the coating layer is 5 nm to 60 nm. In some embodiments, the thickness of the coating layer is 10 nm to 50 nm. In some embodiments, the thickness of the coating layer is 20 nm to 30 nm. In some embodiments, the thickness of the coating layer is 0.5 nm, 1 nm, 5 nm, 10 nm, 15 nm, 20 nm, 25 nm, 30 nm, 35 nm, 40 nm, 45 nm, 50 nm, 55 nm, 60 nm. nm, 65 nm, 70 nm, 75 nm, 80 nm, 85 nm, 90 nm, 95 nm, 100 nm or within the range of any of the above values. When the thickness of the coating layer is within the above range, it is advantageous to further improve the circulation performance of the electrochemical device at room temperature and high temperature.

일부 실시예중에서, 상기 음극활성재료의 X선회절도중에서, 2θ가 28.4±0.1범위내에 있는 최고특징피크의 강도는 I₁이고, 2θ가 22.0±0.1범위내에 있는 최고특징피크의 강도는 I₂이며, I₁/I₂≤10이다. I₁/I₂수치의 크기는 음극활성재료가 받는 불균화의 정도를 반영할 수 있다. I₁/I₂값이 작을수록 음극활성재료 내부의 나노실리콘결정립의 사이즈가 크다. I₁/I₂이 상기 범위내에 있을 시, 전기화학장치의 실온과 고온하에서의 순환성능을 진일보 개선하는데 유리하다.In some embodiments _, in _the , I ₁ /I ₂ ≤10. The magnitude of the I ₁ /I ₂ value can reflect the degree of disproportionation to which the negative electrode active material is subjected. The smaller the I ₁ /I ₂ value, the larger the size of the nanosilicon crystal grains inside the negative electrode active material. When I ₁ /I ₂ is within the above range, it is advantageous to further improve the circulation performance of the electrochemical device at room temperature and high temperature.

음극cathode

음극은 음극집전체와 음극집전체상에 설치한 음극활성재료층을 포함한다. 음극활성재료층은 본 출원에 의한 음극활성재료를 포함한다.The negative electrode includes a negative electrode current collector and a negative electrode active material layer provided on the negative electrode current collector. The negative electrode active material layer includes the negative electrode active material according to the present application.

일부 실시예중에서, 음극활성재료층은 음극접착제를 포함한다. 일부 실시예중에서, 음극접착제는 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로오스, 하이드록시프로필셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스, 폴리비닐클로라이드, 카르복실화된 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐플루오라이드, 에틸리덴옥사이드를 함유한 폴리머, 폴리비닐피롤리돈, 폴리우레탄, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴디플루오로라이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 스티렌부타디엔고무(SBR), 아크릴산(에스테르)화된 SBR, 에폭시레진 또는 나일론을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.In some embodiments, the negative electrode active material layer includes a negative electrode adhesive. In some embodiments, the cathode adhesive may be a polymer containing polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose, hydroxypropylcellulose, diacetylcellulose, polyvinyl chloride, carboxylated polyvinyl chloride, polyvinyl fluoride, ethylidene oxide, Includes polyvinylpyrrolidone, polyurethane, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene difluoride, polyethylene, polypropylene, styrene butadiene rubber (SBR), acrylic acid (ester) SBR, epoxy resin or nylon, It is not limited to this.

일부 실시예중에서, 음극활성재료층은 음극도전재료를 포함한다. 일부 실시예중에서, 음극도전재료는 천연흑연, 인조흑연, 카본블랙, 아세틸렌블랙, 케첸블랙, 탄소섬유, 금속분말, 금속섬유, 구리, 니켈, 알루미늄, 은 또는 폴리페닐렌기유도체를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.In some embodiments, the negative electrode active material layer includes a negative electrode conductive material. In some embodiments, the negative electrode conductive material includes natural graphite, artificial graphite, carbon black, acetylene black, Ketjen black, carbon fiber, metal powder, metal fiber, copper, nickel, aluminum, silver, or polyphenylene group derivatives. It is not limited.

일부 실시예중에서, 음극집전체는 동박, 니켈박, 스테인레스강박, 티타늄박, 니켈폼, 구리폼 또는 도전금속이 코팅된 폴리머기질을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. In some embodiments, the negative electrode current collector includes, but is not limited to, copper foil, nickel foil, stainless steel foil, titanium foil, nickel foam, copper foam, or a polymer substrate coated with a conductive metal.

일부 실시예중에서, 음극은 용제중에서 활성재료, 도전재료와 접착제를 혼합하여 음극활성재료페이스트를 제조하고, 상기 음극활성재료페이스트를 음극집전체상에 도포하는 방법을 통하여 얻을 수 있다.In some embodiments, the negative electrode can be obtained by mixing an active material, a conductive material, and an adhesive in a solvent to prepare a negative electrode active material paste, and then applying the negative electrode active material paste onto a negative electrode current collector.

일부 실시예중에서, 용제는 N-메틸피롤리돈을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.In some embodiments, the solvent may include, but is not limited to, N-methylpyrrolidone.

양극anode

양극은 양극집전체와 상기 양극집전체상에 설치된 양극활성재료를 포함한다. 양극활성재료의 구체적인 종류는 구체적인 제한을 모두 받지 않으며, 수요에 근거하여 선택할 수 있다.The positive electrode includes a positive electrode current collector and a positive electrode active material installed on the positive electrode current collector. The specific type of positive electrode active material is not subject to any specific restrictions and can be selected based on demand.

일부 실시방안중에서, 양극활성재료는 리튬(Li)을 흡수 및 방출시킬 수 있는 양극재료를 포함한다. 리튬(Li)을 흡수 및 방출시킬 수 있는 양극재료의 예는 코발트산리튬, 니켈코발트망간산리튬, 니켈코발트알루미늄산리튬, 망간산리튬, 인산망간철리튬, 인산바나듐리튬, 인산바나듐산소리튬, 리튬인산철리튬, 티탄산리튬과 부리튬망간(LiMn-rich)재료를 포함할 수 있다.In some embodiments, the positive electrode active material includes a positive electrode material capable of absorbing and releasing lithium (Li). Examples of anode materials that can absorb and release lithium (Li) include lithium cobaltate, lithium nickel cobalt manganate, lithium nickel cobalt aluminum oxide, lithium manganate, lithium manganese iron phosphate, lithium vanadium phosphate, lithium vanadate phosphate, It may include lithium iron phosphate, lithium titanate and sublithium manganese (LiMn-rich) materials.

구제적으로, 코발트산리튬의 화학식은 이하 화학식1일 수 있다.Specifically, the chemical formula of lithium cobaltate may be Formula 1 below.

Li_xCo_aM1_bO_2-c 화학식1Li _x Co _a M1 _b O _2-c Formula 1

여기서, M1은 니켈(Ni), 망간(Mn), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 붕소(B), 티타늄(Ti), 바나듐(V), 크롬(Cr), 철(Fe), 구리(Cu), 아연(Zn), 몰리브덴(Mo), 주석(Sn), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 텅스텐(W), 이트륨(Y), 란탄(La), 지르코늄(Zr), 규소(Si)중으로 부터 선택되는 적어도 일종을 표시하고, x, a, b와 c는 각각 이하 범위내에 있다. 0.8≤x≤1.2, 0.8≤a≤1, 0≤b≤0.2, -0.1≤c≤0.2.Here, M1 is nickel (Ni), manganese (Mn), magnesium (Mg), aluminum (Al), boron (B), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), iron (Fe), and copper. (Cu), zinc (Zn), molybdenum (Mo), tin (Sn), calcium (Ca), strontium (Sr), tungsten (W), yttrium (Y), lanthanum (La), zirconium (Zr), silicon It represents at least one type selected from (Si), and x, a, b and c are each within the following ranges. 0.8≤x≤1.2, 0.8≤a≤1, 0≤b≤0.2, -0.1≤c≤0.2.

니켈코발트망간산리튬 또는 니켈코발트알루미늄산리튬의 화학식은 이하 화학식2일 수 있다.The chemical formula of lithium nickel cobalt manganate or lithium nickel cobalt aluminum oxide may be Formula 2 below.

Li_yNi_dM2_eO_2-f 화학식2Li _y Ni _d M2 _e O _2-f Formula 2

여기서, M2는 코발트(Co), 망간(Mn), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 붕소(B), 티타늄(Ti), 바나듐(V), 크롬(Cr), 철(Fe), 구리(Cu), 아연(Zn), 몰리브덴(Mo), 주석(Sn), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 텅스텐(W), 지르코늄(Zr), 규소(Si)중으로 부터 선택되는 적어도 일종을 표시하고, y, d, e와 f는 각각 이하 범위내에 있다. 0.8≤y≤1.2, 0.3≤d≤0.98, 0.02≤e≤0.7, -0.1≤f≤0.2.Here, M2 is cobalt (Co), manganese (Mn), magnesium (Mg), aluminum (Al), boron (B), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), iron (Fe), and copper. (Cu), zinc (Zn), molybdenum (Mo), tin (Sn), calcium (Ca), strontium (Sr), tungsten (W), zirconium (Zr), and silicon (Si). and y, d, e and f are each within the range below. 0.8≤y≤1.2, 0.3≤d≤0.98, 0.02≤e≤0.7, -0.1≤f≤0.2.

망간산리튬의 화학식은 이하 화학식3일 수 있다.The chemical formula of lithium manganate may be Formula 3 below.

Li_zMn_2-gM3_gO_4-h 화학식3Li _z Mn _2-g M3 _g O _4-h Chemical formula 3

여기서, M3은 코발트(Co), 니켈(Ni), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 붕소(B), 티타늄(Ti), 바나듐(V), 크롬(Cr), 철(Fe), 구리(Cu), 아연(Zn), 몰리브덴(Mo), 주석(Sn), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 텅스텐(W)중으로 부터 선택되는 적어도 일종을 표시하고, z, g와 h는 각각 이하 범위내에 있다. 0.8≤z≤1.2, 0≤g<1.0, -0.2≤h≤0.2.Here, M3 is cobalt (Co), nickel (Ni), magnesium (Mg), aluminum (Al), boron (B), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), iron (Fe), and copper. (Cu), zinc (Zn), molybdenum (Mo), tin (Sn), calcium (Ca), strontium (Sr), and tungsten (W), and z, g, and h are each It is within the range below. 0.8≤z≤1.2, 0≤g<1.0, -0.2≤h≤0.2.

일부 실시예중에서, 상기 양극활성재료층의 중량은 상기 음극활성재료층의 중량의 1.5배 내지 15배이다. 일부 실시예중에서, 상기 양극활성재료층의 중량은 상기 음극활성재료층의 중량의 3배 내지 10배이다. 일부 실시예중에서, 상기 양극활성재료층의 중량은 상기 음극활성재료층의 중량의 5배 내지 8배이다. 일부 실시예중에서, 상기 양극활성재료층의 중량은 상기 음극활성재료층의 중량의 1.5배, 2배, 3배, 4배, 5배, 6배, 7배, 8배, 9배, 10배, 11배, 12배, 13배, 14배 또는 15배이다.In some embodiments, the weight of the positive electrode active material layer is 1.5 to 15 times the weight of the negative electrode active material layer. In some embodiments, the weight of the positive electrode active material layer is 3 to 10 times the weight of the negative electrode active material layer. In some embodiments, the weight of the positive electrode active material layer is 5 to 8 times the weight of the negative electrode active material layer. In some embodiments, the weight of the positive electrode active material layer is 1.5 times, 2 times, 3 times, 4 times, 5 times, 6 times, 7 times, 8 times, 9 times, and 10 times the weight of the negative electrode active material layer. , 11 times, 12 times, 13 times, 14 times or 15 times.

일부 실시예중에서, 양극활성재료층은 표면상에 코팅층을 가질 수 있고, 또는 코팅층을 가지고 있는 다른 화합물과 혼합할 수 있다. 상기 코팅층은 코팅원소의 산화물, 코팅원소의 수산화물, 코팅원소의 하이드록시산화물, 코팅원소의 탄산산소염(oxycarbonate), 코팅원소의 하이드록시탄산염(hydroxycarbonate)중으로 부터 선택된 적어도 일종의 코팅원소화합물을 포함할 수 있다. 코팅층에 사용되는 화합물은 비결정이거나 결정일 수 있다. 코팅층에 함유된 코팅원소는 Mg, Al, Co, K, Na, Ca, Si, Ti, V, Sn, Ge, Ga, B, As, Zr, F 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 일체 방법을 통하여 코팅층을 형성할 수 있으며, 해당 방법이 양극활성재료의 성능에 불리한 영향을 미치지 않으면 된다. 예를 들면, 상기 방법은 본 출원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자가 모두 알고 있는 일체 코팅방법, 이를테면 스프레이 코팅, 침지등을 포함할 수 있다.In some embodiments, the positive electrode active material layer may have a coating layer on its surface, or may be mixed with another compound that has a coating layer. The coating layer may contain at least one type of coating element compound selected from the group consisting of oxides of coating elements, hydroxides of coating elements, hydroxyoxides of coating elements, oxycarbonates of coating elements, and hydroxycarbonates of coating elements. You can. Compounds used in the coating layer may be amorphous or crystalline. Coating elements contained in the coating layer may include Mg, Al, Co, K, Na, Ca, Si, Ti, V, Sn, Ge, Ga, B, As, Zr, F, or mixtures thereof. The coating layer can be formed through any method, as long as the method does not adversely affect the performance of the positive electrode active material. For example, the method may include any coating method known to those skilled in the art to which this application pertains, such as spray coating, dipping, etc.

일부 실시방안중에서, 양극활성재료층은 접착제를 더 포함하고, 또한 양극도전재료를 선택적으로 더 포함할 수 있다.In some embodiments, the positive electrode active material layer further includes an adhesive and may optionally further include a positive electrode conductive material.

접착제는 양극활성재료 입자간의 결합을 제고할 수 있고, 또 양극활성물질과 집전체의 결합을 제고할 수 있다. 접착제의 비제한적인 예는 폴리비닐알코올, 하이드록시프로필셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스, 폴리비닐클로라이드, 카르복실화된 폴리비닐클로라이드, 폴리화에틸렌, 에틸리덴옥사이드를 함유한 폴리머, 폴리비닐피롤리돈, 폴리우레탄, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴디플루오로라이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 스티렌부타디엔고무(SBR), 아크릴산(에스테르)화된 SBR, 에폭시레진, 나일론등을 포함한다.Adhesives can improve the bond between positive electrode active material particles, and can also improve the bond between the positive electrode active material and the current collector. Non-limiting examples of adhesives include polyvinyl alcohol, hydroxypropylcellulose, diacetylcellulose, polyvinyl chloride, carboxylated polyvinyl chloride, polyethylene, polymers containing ethylidene oxide, polyvinylpyrrolidone, Includes polyurethane, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene difluoride, polyethylene, polypropylene, styrene butadiene rubber (SBR), acrylic acid (ester) SBR, epoxy resin, nylon, etc.

양극활성재료층은 양극도전재료를 포함함으로써, 전극도전성을 부여한다. 상기 양극도전재료는 일체 도전재료를 포함할 수 있으며, 도전재료가 화학변화를 일으키지 않으면 된다. 양극도전재료의 비제한적인 예는 탄소기반 재료(이를테면, 천연흑연, 인조흑연, 카본블랙, 아세틸렌블랙, 케첸블랙, 탄소섬유등), 금속기반 재료(예를 들면, 금속분말, 금속섬유등, 이를테면 구리, 니켈, 알루미늄, 은등을 포함), 도전폴리머(이를테면 폴리페닐렌기유도체) 및 이들의 혼합물을 포함한다.The positive electrode active material layer provides electrode conductivity by including a positive electrode conductive material. The anode conductive material may include any conductive material, as long as the conductive material does not cause chemical changes. Non-limiting examples of anode conductive materials include carbon-based materials (e.g., natural graphite, artificial graphite, carbon black, acetylene black, Ketjen black, carbon fiber, etc.), metal-based materials (e.g., metal powder, metal fiber, etc.) (e.g., copper, nickel, aluminum, silver, etc.), conductive polymers (e.g., polyphenylene group derivatives), and mixtures thereof.

본 출원에 의한 전기화학장치에 사용되는 양극집전체는 알루미늄(Al)일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.The positive electrode current collector used in the electrochemical device according to the present application may be aluminum (Al), but is not limited thereto.

전해액electrolyte

본 출원 실시예에 사용될 수 있는 전해액은 기존기술중 알려진 전해액일수 있다.The electrolyte solution that can be used in the examples of this application may be an electrolyte solution known in the existing technology.

본 출원 실시예의 전해액중에 사용될 수 있는 전해질은, 무기리튬염(이를테면 LiClO₄, LiAsF₆, LiPF₆, LiBF₄, LiSbF₆, LiSO₃F, LiN(FSO₂)₂등), 불소함유유기리튬염(이를테면 LiCF₃SO₃, LiN(FSO₂)(CF₃SO₂), LiN(CF₃SO₂)₂, LiN(C₂F₅SO₂)₂, 고리상1,3-헥사플루오로프로판디술폰이미드리튬, 고리상1,2-테트라플루오로에탄디술폰이미드리튬, LiN(CF₃SO₂)(C₄F₉SO₂), LiC(CF₃SO₂)₃, LiPF₄(CF₃)₂, LiPF₄(C₂F₅)₂, LiPF₄(CF₃SO₂)₂, LiPF₄(C₂F₅SO₂)₂, LiBF₂(CF₃)₂, LiBF₂(C₂F₅)₂, LiBF₂(CF₃SO₂)₂, LiBF₂(C₂F₅SO₂)₂), 디카르복시산 배합물 함유 리튬염(이를테면 비스(옥살레이토)붕산리튬, 디플루오로옥살레이토붕산리튬, 트리스(옥살레이토)인산리튬, 디플루오로비스(옥살레이토)인산리튬, 테트라플루오로(옥살레이토)인산리튬등)을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 전해질은 단독으로 일종을 사용할 수도 있고, 이종 또는 이종이상을 동시에 사용할 수도 있다. 일부 실시예중에서, 전해질은 LiPF₆과 LiBF₄의 조합을 포함한다. 일부 실시예중에서, 전해질은 LiPF₆ 또는 LiBF₄등 무기리튬염과 LiCF₃SO₃, LiN(CF₃SO₂)₂, LiN(C₂F₅SO₂)₂등 불소함유유기리튬염의 조합을 포함한다. 일부 실시예중에서, 전해질은 LiPF₆을 포함한다.Electrolytes that can be used in the electrolyte solution of the examples of the present application include inorganic lithium salts (such as LiClO ₄ , LiAsF ₆ , LiPF ₆ , LiBF ₄ , LiSbF ₆ , LiSO ₃ F, LiN(FSO ₂ ) ₂ , etc.), fluorine-containing organic lithium salts. (For example, LiCF ₃ SO ₃ , LiN(FSO ₂ )(CF ₃ SO ₂ ), LiN(CF ₃ SO ₂ ) ₂ , LiN(C ₂ F ₅ SO ₂ ) ₂ , cyclic 1,3-hexafluoropropanedi Lithium sulfonimide, cyclic 1,2-tetrafluoroethanedisulfonimide lithium, LiN(CF ₃ SO ₂ )(C ₄ F ₉ SO ₂ ), LiC(CF ₃ SO ₂ ) ₃ , LiPF ₄ (CF ₃ ) ₂ , LiPF ₄ (C ₂ F ₅ ) ₂ , LiPF ₄ (CF ₃ SO ₂ ) ₂ , LiPF ₄ (C ₂ F ₅ SO ₂ ) ₂ , LiBF ₂ (CF ₃ ) ₂ , LiBF ₂ (C ₂ F ₅ ) ₂ , LiBF ₂ (CF ₃ SO ₂ ) ₂ , LiBF ₂ (C ₂ F ₅ SO ₂ ) ₂ ), lithium salts containing dicarboxylic acid combinations (such as lithium bis(oxalato)borate, lithium difluoroxalatoborate , lithium tris(oxalato)phosphate, lithium difluorobis(oxalato)phosphate, lithium tetrafluoro(oxalato)phosphate, etc.), but is not limited thereto. In addition, the above electrolyte may be used individually, or different types or more than one type may be used simultaneously. In some embodiments, the electrolyte includes a combination of LiPF ₆ and LiBF ₄ . In some embodiments, the electrolyte includes a combination of an inorganic lithium salt such as LiPF ₆ or LiBF ₄ and a fluorine-containing organic lithium salt such as LiCF ₃ SO ₃ , LiN(CF ₃ SO ₂ ) ₂ , LiN(C ₂ F ₅ SO ₂ ) ₂ do. In some embodiments, the electrolyte includes LiPF ₆ .

일부 실시예중에서, 전해질의 농도는 0.8-3 mol/L의 범위내에 있다. 이를테면, 0.8-2.5 mol/L의 범위내, 0.8-2 mol/L의 범위내, 1-2 mol/L의 범위내에 있다. 또 이를테면 1mol/L, 1.15mol/L, 1.2mol/L, 1.5mol/L, 2mol/L 또는 2.5mol/L이다.In some embodiments, the concentration of electrolyte is in the range of 0.8-3 mol/L. For example, within the range of 0.8-2.5 mol/L, within the range of 0.8-2 mol/L, and within the range of 1-2 mol/L. Also, for example, 1mol/L, 1.15mol/L, 1.2mol/L, 1.5mol/L, 2mol/L or 2.5mol/L.

본 출원 실시예의 전해액중에 사용될 수 있는 용제는 고리상 탄산에스테르, 쇄상 탄산에스테르, 고리상 카르복시산에스테르, 쇄상 카르복시산에스테르, 고리상 에테르, 쇄상 에테르, 인함유유기용제, 유황함유유기용제와 방향족불소함유용제를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.Solvents that can be used in the electrolyte solution of the examples of this application include cyclic carbonate esters, chain carbonate esters, cyclic carboxylic acid esters, chain carboxylic acid esters, cyclic ethers, chain ethers, phosphorus-containing organic solvents, sulfur-containing organic solvents, and aromatic fluorine-containing solvents. Includes, but is not limited to.

일부 실시예중에서, 고리상 탄산에스테르는 에틸렌카보네이트(ethylene carbonate, EC), 프로필렌카보네이트(propylene carbonate, PC)와 부틸렌카보네이트를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.In some embodiments, cyclic carbonate esters include, but are not limited to, ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), and butylene carbonate.

일부 실시예중에서, 고리상 탄산에스테르는 3-6개 탄소원자를 가지고 있다.In some embodiments, the cyclic carbonate ester has 3-6 carbon atoms.

일부 실시예중에서, 쇄상 탄산에스테르는 디메틸카보네이트, 에틸메틸카보네이트, 디에틸카보네이트(diethyl carbonate, DEC), 메틸노르말프로필카보네이트, 에틸노르말프로필카보네이트, 디노르말프로필카보네이트등 쇄상 탄산에스테르를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 불소로 치환된 쇄상 탄산에스테르로서, 이를테면 비스(플루오로메틸)카보네이트, 비스(디플루오로메틸)카보네이트, 비스(트리플루오로메틸)카보네이트, 비스(2-플루오로에틸)카보네이트, 비스(2,2-디플루오로에틸)카보네이트, 비스(2,2,2-트리플루오로에틸)카보네이트, 2-플루오로에틸메틸카보네이트, 2,2-디플루오로에틸메틸카보네이트와 2,2,2-트리플루오로에틸메틸카보네이트이다.In some embodiments, linear carbonate esters include, but are not limited to, linear carbonate esters such as dimethyl carbonate, ethylmethyl carbonate, diethyl carbonate (DEC), methyl normal propyl carbonate, ethyl normal propyl carbonate, and dinormal propyl carbonate. This does not mean that it is a linear carbonate ester substituted with fluorine, such as bis(fluoromethyl)carbonate, bis(difluoromethyl)carbonate, bis(trifluoromethyl)carbonate, bis(2-fluoroethyl)carbonate, Bis(2,2-difluoroethyl)carbonate, bis(2,2,2-trifluoroethyl)carbonate, 2-fluoroethylmethylcarbonate, 2,2-difluoroethylmethylcarbonate and 2,2 ,2-trifluoroethylmethyl carbonate.

일부 실시예중에서, 고리상 카르복시산에스테르는 γ-부티로락톤과 γ-발레로락톤을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 일부 실시예중에서, 고리상 카르복시산에스테르의 일부분의 수소원자는 불소로 치환될 수 있다.In some embodiments, cyclic carboxylic acid esters include, but are not limited to, γ-butyrolactone and γ-valerolactone. In some embodiments, some of the hydrogen atoms of the cyclic carboxylic acid ester may be replaced with fluorine.

일부 실시예중에서, 쇄상 카르복시산에스테르는 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, 프로필아세테이트, 이소프로필아세테이트, 부틸아세테이트, sec-부틸아세테이트, iso-부틸아세테이트, tert-부틸아세테이트, 메틸프로피오네이트, 에틸프로피오네이트, 프로필프로피오네이트, 이소프로필프로피오네이트, 메틸부티레이트, 에틸부티레이트, 프로필부티레이트, 메틸-iso-부티레이트, 에틸-iso-부티레이트, 메틸펜타노에이트, 에틸펜타노에이트, 메틸피바레이트과 에틸피바레이트를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 일부 실시예중에서, 쇄상 카르복시산에스테르의 일부분의 수소원자는 불소로 치환될 수 있다. 일부 실시예중에서, 불소로 치환된 쇄상 카르복시산에스테르는 메틸트리플루오로아세테이트, 에틸트리플루오로아세테이트, 프로필트리플루오로아세테이트, 부틸트리플루오로아세테이트과 2,2,2-트리플루오로에틸트리플루오로아세테이트를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.In some embodiments, linear carboxylic acid esters include methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, isopropyl acetate, butyl acetate, sec-butyl acetate, iso-butyl acetate, tert-butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, Contains Propylpropionate, Isopropylpropionate, Methylbutyrate, Ethylbutyrate, Propylbutyrate, Methyl-iso-butyrate, Ethyl-iso-butyrate, Methylpentanoate, Ethylpentanoate, Methylpivarate and Ethylpivarate. However, it is not limited to this. In some embodiments, some of the hydrogen atoms of the linear carboxylic acid ester may be replaced with fluorine. In some embodiments, the fluorine-substituted linear carboxylic acid esters include methyltrifluoroacetate, ethyltrifluoroacetate, propyltrifluoroacetate, butyltrifluoroacetate and 2,2,2-trifluoroethyltrifluoroacetate. Includes, but is not limited to.

일부 실시예중에서, 고리상 에테르는 테트라히드로퓨란, 2-메틸테트라히드로퓨란, 1,3-디옥소란, 2-메틸1,3-디옥소란, 4-메틸1,3-디옥소란, 1,3-디옥산, 1,4-디옥산과 디메톡시프로판을 포함하지만,이에 한정되는 것은 아니다.In some embodiments, the cyclic ether is tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, 2-methyl1,3-dioxolane, 4-methyl1,3-dioxolane, Includes, but is not limited to, 1,3-dioxane, 1,4-dioxane and dimethoxypropane.

일부 실시예중에서, 쇄상 에테르는 디메톡시메탄, 1,1-디메톡시에탄, 1,2-디메톡시에탄, 디에톡시메탄, 1,1-디에톡시에탄, 1,2-디에톡시에탄, 에톡시메톡시메탄, 1,1-에톡시메톡시에탄과 1,2-에톡시메톡시에탄을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.In some embodiments, the chain ether is dimethoxymethane, 1,1-dimethoxyethane, 1,2-dimethoxyethane, diethoxymethane, 1,1-diethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, ethoxy Includes, but is not limited to, methoxymethane, 1,1-ethoxymethoxyethane and 1,2-ethoxymethoxyethane.

일부 실시예중에서, 인함유유기용제는 트리메틸포스페이트, 트리에틸포스페이트, 디메틸에틸포스페이트, 메틸디에틸포스페이트, 에틸렌메틸포스페이트, 에틸렌에틸포스페이트, 트리페닐포스페이트, 트리메틸포스파이트, 트리에틸포스파이트, 트리페닐포스파이트, 트리스(2,2,2-트리플루오로에틸)포스페이트와 트리스(2,2,3,3,3-펜타플루오로프로필)포스페이트를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.In some examples, the phosphorus-containing organic solvent is trimethyl phosphate, triethyl phosphate, dimethyl ethyl phosphate, methyl diethyl phosphate, ethylene methyl phosphate, ethylene ethyl phosphate, triphenyl phosphate, trimethyl phosphite, triethyl phosphite, triphenyl phosphate. Includes, but is not limited to, phyte, tris(2,2,2-trifluoroethyl)phosphate and tris(2,2,3,3,3-pentafluoropropyl)phosphate.

일부 실시예중에서, 유황함유유기용제는 술포란, 2-메틸술포란, 3-메틸술포란, 디메틸술폰, 디에틸술폰, 에틸메틸술폰, 메틸프로필술폰, 디메틸술폭시드, 메틸메탄설포네이트, 에틸메탄설포네이트, 메틸에탄설포네이트, 에틸에탄설포네이트, 디메틸설포네이트, 디에틸설포네이트와 디부틸설포네이트를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 일부 실시예중에서, 인함유유기용제의 일부분의 수소원자는 불소로 치환될 수 있다.In some embodiments, the sulfur-containing organic solvent is sulfolane, 2-methylsulfolane, 3-methylsulfonate, dimethylsulfone, diethylsulfone, ethylmethylsulfone, methylpropylsulfone, dimethylsulfoxide, methylmethanesulfonate, and ethyl. Includes, but is not limited to, methane sulfonate, methyl ethane sulfonate, ethyl ethane sulfonate, dimethyl sulfonate, diethyl sulfonate and dibutyl sulfonate. In some embodiments, a portion of the hydrogen atoms in the phosphorus-containing organic solvent may be replaced with fluorine.

일부 실시예중에서, 방향족 불소함유용제는 플루오로벤젠, 디플루오로벤젠, 트리플루오로벤젠, 테트라플루오로벤젠, 펜타플루오로벤젠, 헥사플루오로벤젠과 트리플루오로메틸벤젠을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.In some embodiments, aromatic fluorine-containing solvents include, but are not limited to, fluorobenzene, difluorobenzene, trifluorobenzene, tetrafluorobenzene, pentafluorobenzene, hexafluorobenzene, and trifluoromethylbenzene. It doesn't work.

일부 실시예중에서, 본 출원의 전해액중에 사용되는 용제는 상기의 일종 또는 다종을 포함한다. 일부 실시예중에서, 본 출원의 전해액중 사용하는 용제는 고리상 탄산에스테르, 쇄상 탄산에스테르, 고리상 카르복시산에스테르, 쇄상 카르복시산에스테르 및 그 조합을 포함한다. 일부 실시예중에서, 본 출원의 전해액중 사용하는 용제는 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, 디에틸렌카보네이트, 에틸프로피오네이트, 프로필프로피오네이트, 노르말프로필아세테이트, 에틸아세테이트 및 그 조합으로 이루어진 군으로 부터 선택되는 유기용제를 포함한다. 일부 실시예중에서, 본 출원의 전해액중 사용하는 용제는 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, 디에틸카보네이트, 에틸프로피오네이트, 프로필프로피오네이트, γ-부티로락톤 또는 그 조합을 포함한다.In some embodiments, the solvent used in the electrolyte solution of the present application includes one or more of the above. In some examples, solvents used in the electrolyte solution of the present application include cyclic carbonate esters, chain carbonate esters, cyclic carboxylic acid esters, chain-shaped carboxylic acid esters, and combinations thereof. In some examples, the solvent used in the electrolyte solution of the present application is selected from the group consisting of ethylene carbonate, propylene carbonate, diethylene carbonate, ethyl propionate, propyl propionate, normal propyl acetate, ethyl acetate, and combinations thereof. Contains organic solvents. In some examples, the solvent used in the electrolyte solution of the present application includes ethylene carbonate, propylene carbonate, diethyl carbonate, ethyl propionate, propyl propionate, γ-butyrolactone, or a combination thereof.

본 출원 실시예의 전해액중에 사용될 수 있는 첨가제는시아노기 2-3개을 가진 화합물, 탄소-탄소 이중결합을 함유한 고리상 탄산에스테르, 유황-산소 이중결합을 함유한 화합물, 디플루오로인산리튬을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.Additives that can be used in the electrolyte solution of the examples of this application include compounds having 2-3 cyano groups, cyclic carbonate esters containing carbon-carbon double bonds, compounds containing sulfur-oxygen double bonds, and lithium difluorophosphate. However, it is not limited to this.

일부 실시예중에서, 시아노기 2-3개을 가진 화합물은 석시노니트릴(SN), 아디포니트릴(ADN), 글리콜비스(프로피오니트릴)에테르(EDN), 1,3,5-펜탄트리카보니트릴, 1,2,3-프로판트리카보니트릴, 1,3,6-헥산트리카보니트릴(HTCN), 1,2,6-헥산트리카보니트릴, 1,2,3-트리스(2-시아노에톡시)프로판(TCEP) 또는 1,2,4-트리스(2-시아노에톡시)부탄으로 부터 선택되는 적어도 일종을 포함할 수 있다. In some examples, compounds having 2-3 cyano groups include succinonitrile (SN), adiponitrile (ADN), glycol bis(propionitrile)ether (EDN), and 1,3,5-pentanetricarbonitrile. , 1,2,3-propane tricarbonitrile, 1,3,6-hexane tricarbonitrile (HTCN), 1,2,6-hexane tricarbonitrile, 1,2,3-tris (2-cyanoe It may include at least one kind selected from toxy)propane (TCEP) or 1,2,4-tris(2-cyanoethoxy)butane.

일부 실시예중에서, 탄소-탄소 이중결합을 가진 고리상 탄산에스테르는 구체적으로 비닐렌카보네이트, 메틸비닐렌카보네이트, 에틸비닐렌카보네이트, 비닐에틸렌비닐카보네이트 또는 1,2-디메틸비닐렌카보네이트중의 적어도 일종을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.In some embodiments, the cyclic carbonate ester having a carbon-carbon double bond is specifically at least one of vinylene carbonate, methylvinylene carbonate, ethylvinylene carbonate, vinylethylenevinylcarbonate, or 1,2-dimethylvinylenecarbonate. Includes, but is not limited to.

일부 실시예중에서, 유황-산소 이중결합을 함유한 화합물은 에틸렌설페이트, 1,2-프로필렌글리콜설페이트, 1,3-프로판술톤, 1-플루오로-1,3-프로판술톤, 2-플루오로-1,3-프로판술톤 또는 3-플루오로-1,3-프로판술톤중의 적어도 일종을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.In some embodiments, compounds containing a sulfur-oxygen double bond include ethylene sulfate, 1,2-propylene glycol sulfate, 1,3-propanesultone, 1-fluoro-1,3-propanesultone, 2-fluoro- It includes, but is not limited to, at least one of 1,3-propanesultone or 3-fluoro-1,3-propanesultone.

세퍼레이터separator

일부 실시방안중에서, 양극과 음극간에 격리막을 설치하여 단락을 방지한다. 본 출원 실시예중에 사용되는 격리막의 재료와 형상에는 특별한 제한이 없으며, 기존기술중에서 공개된 일체 기술을 포함한다. 일부 실시방안중에서, 격리막은 본 출원의 전해액에 대하여 안정한 재료로 형성된 폴리머 또는 무기물등을 포함한다.In some implementation methods, an isolation membrane is installed between the anode and the cathode to prevent short circuit. There is no particular limitation on the material and shape of the isolation membrane used in the examples of this application, and includes all technologies disclosed among existing technologies. In some implementation methods, the isolation membrane includes a polymer or an inorganic material made of a material that is stable to the electrolyte solution of the present application.

이를테면, 격리막은 기재층과 표면처리층을 포함할 수 있다. 기재층은 다공구조를 가지고 있는 부직포, 막, 또는 복합막이고, 기재층의 재료는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리이미드중으로부터 선택되는 적어도 일종이다. 구체적으로, 폴리프로필렌다공막, 폴리에틸렌다공막, 폴리프로필렌부직포, 폴리에틸렌부직포 또는 폴리프로필렌-폴리에틸렌-폴리프로필렌다공복합막을 선택하여 사용할 수 있다. 다공구조는 세퍼레이터의 내열성능, 항산화성능과 전해질침윤성능을 향상시킬 수 있고, 세퍼레이터와 극편간의 접착성을 증강시킨다.For example, the isolation membrane may include a base layer and a surface treatment layer. The base layer is a nonwoven fabric, membrane, or composite membrane having a porous structure, and the material of the base layer is at least one selected from polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, and polyimide. Specifically, a polypropylene porous membrane, a polyethylene porous membrane, a polypropylene nonwoven fabric, a polyethylene nonwoven fabric, or a polypropylene-polyethylene-polypropylene porous composite membrane can be selected and used. The porous structure can improve the heat resistance performance, antioxidant performance, and electrolyte infiltration performance of the separator, and enhances the adhesion between the separator and the pole pieces.

기재층의 적어도 하나 표면상에 표면처리층이 설치되어 있고, 표면처리층은 폴리머층 혹은 무기물층일 수 있고, 또한 혼합폴리머와 무기물로 형성된 층일수도 있다.A surface treatment layer is provided on at least one surface of the base layer, and the surface treatment layer may be a polymer layer or an inorganic material layer, or may be a layer formed of a mixed polymer and an inorganic material.

무기물층은 무기입자와 점결제를 포함하고, 무기입자는 산화알루미늄, 산화규소, 산화마그네슘, 산화티타늄, 이산화하프늄, 산화주석, 이산화세륨, 산화니켈, 산화아연, 산화칼슘, 산화지르코늄, 산화이트륨, 탄화규소, 보헤마이트, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 수산화칼슘, 황산바륨중으로부터 선택되는 일종 또는 다종의 조합이다. 점결제는 폴리플루오르화비닐리덴, 플루오르화비닐리덴-헥사플루오로프로필렌의 공중합체, 폴리아미드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리아크릴레이트, 폴리아크릴산, 폴리아크릴산염, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐에테르, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리테트라플루오로에틸렌와 폴리헥사플루오로에틸렌중으로부터 선택된 일종 혹은 몇가지의 조합이다.The inorganic layer includes inorganic particles and a binder, and the inorganic particles include aluminum oxide, silicon oxide, magnesium oxide, titanium oxide, hafnium dioxide, tin oxide, cerium dioxide, nickel oxide, zinc oxide, calcium oxide, zirconium oxide, and yttrium oxide. , silicon carbide, boehmite, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, and barium sulfate. The binder is polyvinylidene fluoride, copolymer of vinylidene fluoride-hexafluoropropylene, polyamide, polyacrylonitrile, polyacrylate, polyacrylic acid, polyacrylate, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl ether. , polymethyl methacrylate, polytetrafluoroethylene, and polyhexafluoroethylene, or a combination of several.

폴리머층중은 폴리머를 포함하고, 폴리머 재료는 폴리아미드, 폴리아크릴로니트릴, 아크릴레이트폴리머, 폴리아크릴산, 폴리아크릴산염, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐에테르, 폴리플루오르화비닐리덴, 폴리(플루오르화비닐리덴-헥사플루오로에틸렌)중으로부터 선택된 적어도 일종이다.The polymer layer contains polymer, and the polymer materials include polyamide, polyacrylonitrile, acrylate polymer, polyacrylic acid, polyacrylate, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl ether, polyvinylidene fluoride, and poly(fluorine). It is at least one kind selected from vinylidene hydrochloride-hexafluoroethylene.

전기화학장치electrochemical device

본 출원은 전기화학장치를 더 제공하고, 상기 전기화학장치는 양극, 전해액과 음극을 포함하고, 상기 양극은 양극활성재료층과 양극집전체를 포함하고, 상기 음극은 음극활성재료층과 음극집전체를 포함하고, 상기 음극활성재료층은 본 출원에 의한 음극활성재료를 포함한다.The present application further provides an electrochemical device, wherein the electrochemical device includes an anode, an electrolyte and a cathode, the anode includes a cathode active material layer and a cathode current collector, and the cathode includes a cathode active material layer and a cathode current collector. The negative electrode active material layer includes the negative electrode active material according to the present application.

본 출원의 전지화학장치는 전기화학반응을 발생하는 일체 장치를 포함하고, 상기 전지화학장치의 구체적인 실시예는 모든 종류의 일차전지, 이차전지, 연료전지, 태양전지 또는 콘덴서를 포함한다. 특히, 상기 전기화학장치는 리튬이차전지이고, 리튬금속이차전지, 리튬이온이차전지, 리튬폴리머이차전지 또는 리튬이온폴리머이차전지를 포함한다.The electrochemical device of the present application includes an integrated device that generates an electrochemical reaction, and specific examples of the electrochemical device include all types of primary cells, secondary cells, fuel cells, solar cells, or condensers. In particular, the electrochemical device is a lithium secondary battery and includes a lithium metal secondary battery, a lithium ion secondary battery, a lithium polymer secondary battery, or a lithium ion polymer secondary battery.

전자장치electronic device

본 출원은 또 전자장치를 제공하고, 상기 전자장치는 본 출원에 따른 전기화학장치를 포함한다.The present application also provides electronic devices, said electronic devices including electrochemical devices according to the present application.

본 출원의 전기화학장치의 용도는 특별한 제한이 없으며, 이는 종래기술중 공지의 일체 전자장치에 사용될 수 있다. 일부 실시방안중에서, 본 출원의 전기화학장치는 노트북, 펜입력형 컴퓨터, 모바일 컴퓨터, 전자책 플레이어, 휴대용 전화기, 휴대용 팩스기, 휴대용 복사기, 휴대용 프린터, 헤드셋 스테레오 이어폰, 비디오, 액정TV 휴대용 청소기, 휴대용 CD기, 미니디스크, 트랜스폰더, 전자노트패드, 계산기, 메모리카드, 휴대용 녹음기, 라디오, 예비전원, 전기기기, 자동차, 오토바이, 조력자전거, 자전거, 조명기구, 장난감, 게임기, 시계, 전동공구, 플래시. 카메라, 가정용 대형축전지 및 리튬이온콘덴서등에 사용될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.There is no particular limitation on the use of the electrochemical device of this application, and it can be used in any electronic device known in the prior art. Among some implementation methods, the electrochemical device of the present application can be used in laptops, pen input computers, mobile computers, e-book players, portable phones, portable fax machines, portable copiers, portable printers, headsets, stereo earphones, video, LCD TV portable vacuum cleaners, portable CD player, mini disk, transponder, electronic note pad, calculator, memory card, portable recorder, radio, spare power, electrical equipment, automobile, motorcycle, assisted bicycle, bicycle, lighting equipment, toys, game console, watch, power tool, flash. It can be used in cameras, large household storage batteries, and lithium-ion condensers, but is not limited to this.

이하, 리튬이온전지를 예로 들고, 또한 구체적인 실시예를 결합하여, 리튬이온전지의 제조를 설명한다. 본 출원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 출원중 묘사한 제조방법은 단지 실시예일 뿐이고, 기타 합리적인 일체 제조방법이 본 출원의 범위내에 있다는 것을 이해할 것이다.Hereinafter, the manufacture of a lithium ion battery will be explained by taking a lithium ion battery as an example and combining specific examples. Those of ordinary skill in the technical field to which this application pertains will understand that the manufacturing method described in this application is only an example, and that all other reasonable manufacturing methods are within the scope of this application.

실시예Example

이하, 본 출원의 리튬이온전지의 실시예와 비교예에 따라 성능평가를 진행한 것에 대하여 설명한다.Hereinafter, performance evaluation conducted according to examples and comparative examples of the lithium ion battery of the present application will be described.

1, 리튬이온전지의 제조1, Manufacturing of lithium ion batteries

(1) 음극의 제조(1) Manufacturing of cathode

이하 방법을 통하여 각 실시예와 비교예1의 음극활성재료를 제조한다. 규소와 이산화규소를 1:1.1의 중량비에 따라 균일하게 혼합하고 이를 진공증착로중에 넣는다. 온도가 1300℃ 내지 1350℃ 진공도가 1 pa 내지 100 pa 되도록 제어하고, 적당한 량의 탄소원기체(메탄, 에틴, 에텐등)을 통과시켜, 탄소가 도핑된 일산화규소(SiO) 증착물을 얻는다. 초기파쇄, 세밀파쇄, 분쇄분급, 자기(magnet)제거를 거쳐 탄소가 도핑된 일산화규소(평균입경 3 μm 내지 8 μm)를 얻는다.The negative electrode active materials of each Example and Comparative Example 1 were manufactured through the following method. Silicon and silicon dioxide are uniformly mixed at a weight ratio of 1:1.1 and placed in a vacuum evaporation furnace. The temperature is controlled to be 1300℃ to 1350℃ and the vacuum degree is 1pa to 100pa, and an appropriate amount of carbon source gas (methane, ethyne, ethene, etc.) is passed through to obtain a carbon-doped silicon monoxide (SiO) deposit. Carbon-doped silicon monoxide (average particle diameter 3 μm to 8 μm) is obtained through initial crushing, fine crushing, pulverization classification, and magnet removal.

각 실시예의 설치에 근거하여, 수요할 시, 이하 방법을 통하여 탄소가 도핑된 일산화규소 표면에 산화물층(MeOy)을 코팅한다. 상기 얻은 탄소가 도핑된 일산화규소와 산화물전구체MeTn을 유기용제(에탄올)과 탈이온수의 존재하에서 혼합하여 혼합용액을 형성하고, 상기 혼합용액을 건조시켜 분말을 얻는다. 그후, 약 250℃ 내지 900℃의 조건하에서 분말을 0.5 내지 24시간 동안 소결시켜 표면에 산화물층이 코팅된 탄소가 도핑된 일산화규소(여기서, 2y의 수치는 Me의 원자가이고, Me는 Al, Si, Ti, Mn, Cr, V, Co 또는 Zr중의 적어도 일종을 포함하고, T는 메톡시, 에톡시, 이소프로폭시 또는 할로겐중의 적어도 일종을 포함하고, n은 1, 2,3 또는 4이다.)를 얻는다.Based on the installation of each embodiment, when required, an oxide layer (MeOy) is coated on the carbon-doped silicon monoxide surface through the following method. The obtained carbon-doped silicon monoxide and oxide precursor MeTn are mixed in the presence of an organic solvent (ethanol) and deionized water to form a mixed solution, and the mixed solution is dried to obtain a powder. Thereafter, the powder was sintered for 0.5 to 24 hours under conditions of about 250°C to 900°C to produce carbon-doped silicon monoxide coated with an oxide layer on the surface (where the value of 2y is the valence of Me, and Me is Al, Si). , Ti, Mn, Cr, V, Co or Zr, T includes at least one of methoxy, ethoxy, isopropoxy or halogen, and n is 1, 2, 3 or 4. .) is obtained.

각 실시예의 설치에 근거하여, 수요할 시, 이하 방법을 통하여 탄소가 도핑된 일산화규소 표면에 폴리머층을 코팅한다. 상기 얻은 탄소가 도핑된 일산화규소와 폴리머를 용제(에탄올, 메탄올, 이소프로판올 또는 이의 임의 혼합의 용제)중에서 1 내지 12시간 동안 고속분산시켜 현탁액을 얻는다. 그후, 상기 현탁액중의 용제를 제거하여 표면에 산화물층이 코팅된 탄소가 도핑된 일산화규소를 얻는다.Based on the installation of each embodiment, when required, a polymer layer is coated on the carbon-doped silicon monoxide surface through the following method. The obtained carbon-doped silicon monoxide and polymer are dispersed at high speed in a solvent (ethanol, methanol, isopropanol, or any mixture thereof) for 1 to 12 hours to obtain a suspension. Thereafter, the solvent in the suspension is removed to obtain carbon-doped silicon monoxide coated with an oxide layer on the surface.

각 실시예의 설치에 근거하여, 수요할 시, 이하 방법을 통하여 탄소가 도핑된 일산화규소 표면에 탄소층을 코팅한다. 상기 얻은 탄소가 도핑된 일산화규소, 탄소재료와 분산제폴리머(나트륨카르복시메틸셀룰로오스 또는 리튬카르복시메틸셀룰로오스)를 용제(에탄올, 메탄올, 이소프로판올 또는 이의 임의 혼합의 용제)에 용해시키고, 1 내지 12시간 동안 고속분산시켜 현탁액을 얻는다. 그후, 상기 현탁액중의 용제를 제거하고, 얻은 고체를 250℃ 내지 900℃의 조건하에서 약0.5 내지 24시간 동안 소결시켜, 표면에 탄소층이 코팅된 탄소가 도핑된 일산화규소를 얻는다. 수요할 시, 상기 얻은 탄소가 도핑된 일산화규소 또는 탄소층이 코팅된 탄소가 도핑된 일산화규소를 CVD화학기상증착로중에 넣고, 탄소원기체(메탄, 에틴, 에텐 또는 이의 임의 혼합)를 통과시키며, 600℃ 내지 950℃의 조건하에서 처리하여, 비정질탄소층이 코팅된 탄소가 도핑된 일산화규소글 얻는다.Based on the installation of each embodiment, when required, a carbon layer is coated on the carbon-doped silicon monoxide surface through the following method. The obtained carbon-doped silicon monoxide, carbon material, and dispersant polymer (sodium carboxymethyl cellulose or lithium carboxymethyl cellulose) are dissolved in a solvent (ethanol, methanol, isopropanol, or any mixture thereof), and incubated at high speed for 1 to 12 hours. Disperse to obtain a suspension. Thereafter, the solvent in the suspension is removed, and the obtained solid is sintered under conditions of 250°C to 900°C for about 0.5 to 24 hours to obtain carbon-doped silicon monoxide coated with a carbon layer on the surface. When required, the obtained carbon-doped silicon monoxide or carbon-doped silicon monoxide coated with a carbon layer is placed in a CVD chemical vapor deposition furnace, and a carbon source gas (methane, ethyne, ethene or any mixture thereof) is passed through, By treating under conditions of 600°C to 950°C, carbon-doped silicon monoxide coated with an amorphous carbon layer is obtained.

각 실시예와 비교예1에 대하여: 흑연(방전마감전압이 0.8V이고, 그람용량이 355 mAh/g임)과 음극활성재료를 혼합하고, 그람용량이 500 mAh/g되도록 조절하여, 각 실시예와 비교예1의 음극활성재료를 얻는다.For each Example and Comparative Example 1: Graphite (discharge cut-off voltage is 0.8V, gram capacity is 355 mAh/g) and negative electrode active material are mixed, the gram capacity is adjusted to 500 mAh/g, and each carried out The negative electrode active materials of Example and Comparative Example 1 were obtained.

비교예2에 대하여: 폴리카보실록산과 피치를 1:1의 중량비에 따라 혼합한 후, 3℃/분으로 1100℃까지 승온하고, 4시간 동안 보온한다. 파쇄, 분쇄, 분급등 프로세스를 거쳐, 비교예2의 음극활성재료를 얻는다.For Comparative Example 2: After mixing polycarbosiloxane and pitch at a weight ratio of 1:1, the temperature was raised to 1100°C at 3°C/min, and the temperature was kept for 4 hours. Through processes such as crushing, grinding, and classification, the negative electrode active material of Comparative Example 2 is obtained.

얻은 음극활성재료, 도전제 탄소나노튜브(CNT)와 점결제 폴리아크릴산리튬(PAALi)을 95%:0.2%:4.8%의 중량비에 따라 혼합하고, 적당한 량의 물을 첨가한다. 고체함량이 약55 wt% 내지 70 wt%인 조건하에서 반죽하고, 재차 적당한 량의 물을 첨가하여, 점도를 약4000 내지 6000 Pa·s되도록 조절하여, 음극페이스트를 얻는다. 제조한 음극페이스트를 음극집전체 동박위에 코팅하고, 건조, 냉압하여 음극을 얻는다.The obtained negative electrode active material, conductive agent carbon nanotube (CNT), and binder lithium polyacrylate (PAALi) are mixed according to a weight ratio of 95%:0.2%:4.8%, and an appropriate amount of water is added. It is kneaded under conditions where the solid content is about 55 wt% to 70 wt%, and an appropriate amount of water is added again to adjust the viscosity to about 4000 to 6000 Pa·s to obtain a negative electrode paste. The prepared negative electrode paste is coated on a negative electrode current collector copper foil, dried, and cold pressed to obtain a negative electrode.

(2) 양극의 제조(2) Manufacturing of anode

코발트산리튬, 도전카본블랙과 폴리플루오르화비닐리덴(PVDF)을 95%:2.5%:2.5%의 중량비에 따라 N-메틸피롤리돈(NMP)과 혼합하고, 균일하게 교반하여 양극페이스트를 얻는다. 제조한 양극페이스트를 양극집전체 알루미늄박위에 코팅하고, 건조, 냉압하여 양극을 얻는다.Lithium cobaltate, conductive carbon black, and polyvinylidene fluoride (PVDF) are mixed with N-methylpyrrolidone (NMP) according to a weight ratio of 95%:2.5%:2.5% and stirred uniformly to obtain anode paste. . The prepared positive electrode paste is coated on the positive electrode current collector aluminum foil, dried, and cold pressed to obtain a positive electrode.

(3) 전해액의 제조(3) Preparation of electrolyte solution

건조 아르곤기체 환경하에서, 프로필렌카보네이트(PC), 에틸렌카보네이트(EC)와 디에틸카보네이트(DEC)를 약1:1:1의 중량비에 따라 혼합하고, 리튬염LiPF₆을 넣는다. 여기서 LiPF₆의 농도는 1.15 mol/L이다. 그후, 약 12.5 wt%의 플루오로에틸렌카보네이트(FEC)를 넣고 균일하게 혼합하여 전해액을 얻는다.In a dry argon gas environment, propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) are mixed in a weight ratio of approximately 1:1:1, and lithium salt LiPF ₆ is added. Here, the concentration of LiPF ₆ is 1.15 mol/L. Afterwards, approximately 12.5 wt% of fluoroethylene carbonate (FEC) is added and mixed uniformly to obtain an electrolyte solution.

(4) 세퍼레이터의 제조(4) Manufacturing of separator

PE다공중합박막을 격리막으로 한다.A PE porous polymer thin film is used as the isolation membrane.

(5) 리튬이온전지의 제조(5) Manufacturing of lithium ion batteries

양극, 격리막, 음극을 순서대로 적층하여 격리막이 양극과 음극사이에 위치함으로써 격리의 역할을 하도록 한다. 감아서 원시배터리를 얻는다. 원시배터리를 외장중에 설치하고, 전해액을 주입한 후 밀봉한다. 포메이션, 탈기, 트리밍등 공예과정을 걸쳐 리튬이온전지를 얻는다.The anode, separator, and cathode are stacked in that order so that the separator is positioned between the anode and cathode to play the role of isolation. Wind it up to get a primitive battery. The raw battery is installed in the exterior, the electrolyte is injected, and then sealed. Lithium-ion batteries are obtained through manufacturing processes such as formation, degassing, and trimming.

2, 테스트방법2, Test method

(1)기질재료의 미시적형태의 관찰방법(1) Method of observing the microscopic form of the substrate material

주사전자현미경(SEM)을 이용하여 샘플의 미시적형태(이를테면 입자결집상황)를 관찰하고, 샘플표면의 코팅상황을 특정화한다. 테스트의기는 OXFORD EDS(X-max-20mm²)이고, 가속전압은 10KV이다.Using a scanning electron microscope (SEM), the microscopic form of the sample (such as particle aggregation) is observed and the coating condition of the sample surface is specified. The test device is OXFORD EDS (X-max-20mm ² ), and the acceleration voltage is 10KV.

(2)기질재료중의 탄소 상대함량의 테스트방법(2) Test method for relative carbon content in substrate material

기질재료를 도전테이프의 동박상에 뿌리고, 단면으로 자르며, 플라즈마연마기(Leica EM TIC 3X - Ion Beam Slope Cutter)를 채용하여 연마한다. 그후, 주사전자현미경(SEM)중에 넣어 절개된 음극활성재료입자를 찾아내고, 포커스이온빔(FIB)을 채용하여 상기 음극활성재료입자를 단면의 수직방향에 따라 절단하여, 음극활성재료입자 단면을 함유한 박편을 얻는다. 그후, 투과전자현미경(TEM)과 에너지분산분광기(EDS)를 채용하여, 선정구역중의 탄소, 산소와 규소중의 탄소의 비례를 측량한다.The substrate material is spread on the copper foil of the conductive tape, cut into cross-sections, and polished using a plasma polisher (Leica EM TIC 3X - Ion Beam Slope Cutter). Afterwards, the cut negative electrode active material particles are found under a scanning electron microscope (SEM), and a focused ion beam (FIB) is used to cut the negative electrode active material particles along the vertical direction of the cross section, thereby containing the negative electrode active material particle cross sections. Get one slice. Thereafter, transmission electron microscopy (TEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS) are employed to measure the proportions of carbon and oxygen in the selected area and carbon in silicon.

(3)탄소함량의 테스트방법(3) Carbon content testing method

부산소조건하에서 고주파로를 이용하여 샘플을 고온가열연소하여, 탄소를 이산화탄소로 산화시킨다. 상기 기체는 처리를 거친후 상응한 큐벳에 들어간다. 상응한 적외선복사를 흡수하고, 탐지기를 이용하여 대응 신호로 전화시킨다. 이 신호는 컴퓨터로 채집하고 선형교정을 통하여 이산화탄소농도와 정비례하는 수치로 전환한다. 이후, 전체 분석과정의 취득값을 가산하고 분석이 끝난후 컴퓨터중에서 이 가산값을 중량값으로 나눈 후, 교정계수를 곱하고 블랭크를 덜어내여 샘플중 탄소의 백분함량을 얻는다. 이상 테스트중에서 사용하는 의기는 고주파적외선 탄소유황분석기(상해Dekai HCS-140)이다.The sample is heated and burned at high temperature using a high-frequency furnace under sub-oxygen conditions to oxidize carbon to carbon dioxide. The gas undergoes treatment and then enters the corresponding cuvette. It absorbs the corresponding infrared radiation and converts it into a corresponding signal using a detector. This signal is collected by a computer and converted to a value directly proportional to the carbon dioxide concentration through linear correction. Afterwards, the acquired values of the entire analysis process are added, and after the analysis is completed, the added value is divided by the weight value in the computer, multiplied by the correction coefficient, and the blank is removed to obtain the percent carbon content in the sample. The instrument used in the above tests is a high-frequency infrared carbon sulfur analyzer (Shanghai Dekai HCS-140).

제조하여 얻은 미코팅의 탄소가 도핑된 일산화규소를 샘플로 채용하고 측량을 진행하여, 기질재료중의 탄소함량을 얻는다. 코팅후의 탄소가 도핑된 일산화규소를 샘플로 채용하고 측량을 진행하여, 음극활성재료중의 총탄소함량을 얻는다. 이하 식을 통하여 코팅층중의 탄소함량을 계산한다.The manufactured uncoated carbon-doped silicon monoxide is taken as a sample and measured to obtain the carbon content in the substrate material. Silicon monoxide doped with carbon after coating is taken as a sample and measured to obtain the total carbon content in the negative electrode active material. Calculate the carbon content in the coating layer using the formula below.

코팅층중의 탄소함량=음극활성재료중의 총탄소함량-기질재료중의 탄소함량.Carbon content in the coating layer = total carbon content in the cathode active material - carbon content in the substrate material.

(4)기질재료의 평균입경의 테스트방법(4) Test method for average particle diameter of substrate material

비커중에 약0.02g 분말샘플과 약20 ml 탈이온수를 넣은 후, 1%의 표면활성제를 몇방울 점적하여, 분말을 물중에 완전히 분산시킨다. 120W초음파청결기중에 설치하여, 5분 동안 초음파처리를 하고, MasterSizer 2000을 이용하여, 입도 분포를 테스트한다.After placing about 0.02 g of powder sample and about 20 ml of deionized water in a beaker, a few drops of 1% surfactant are added to completely disperse the powder in the water. Install in a 120W ultrasonic cleaner, ultrasonicate for 5 minutes, and test particle size distribution using MasterSizer 2000.

(5)기질재료의 비표면적의 테스트방법(5) Test method for specific surface area of substrate material

1.5-3.5g 분말샘플을 취하여 TriStar II 3020의 테스트 샘플관중에 담는다. 200℃의 조건하에서,120분 동안 탈기를 진행한후 테스트를 진행한다. 항온저온하에서, 상대압력이 상이할때의 기체의 고체표면에 대한 흡착량을 측정한후, Brunauer-Emmett-Teller흡착이론 및 그 공식에 근거하여, 샘플단분자층흡착량을 구한다. 이하 식을 통하여 샘플의 비표면적을 계산해 낸다.Take a 1.5-3.5g powder sample and place it in the test sample tube of the TriStar II 3020. Under conditions of 200°C, the test is performed after degassing for 120 minutes. After measuring the adsorption amount of gas on the solid surface at different relative pressures under constant temperature and low temperature, the adsorption amount of the sample monomolecular layer is calculated based on the Brunauer-Emmett-Teller adsorption theory and its formula. The specific surface area of the sample is calculated using the formula below.

여기서,here,

W은 상대압력하에서 샘플이 흡착한 기체의 질량이고,W is the mass of gas adsorbed by the sample under relative pressure,

Wm은 단분자층을 가득히 깐 기체포화흡착량이고,Wm is the gas saturation adsorption amount with a full monomolecular layer,

(c-1)/(WmC)은 경사도이고, 1/WmC은 절편(intercept)이고, 총비표면적=WmХNХAcs/M이고, 비표면적S=St/m이고, 여기서, m은 샘플질량이고, Acs는 매개 N₂분자가 차지하는 평균면적16.2A²이다.(c-1)/(WmC) is the slope, 1/WmC is the intercept, total specific surface area = WmХNХAcs/M, specific surface area S = St/m, where m is the sample mass, and Acs is The average area occupied by each N ₂ molecule is 16.2A ² .

(6)원소함량의 테스트방법(6) Test method for element content

마이크로파를 이용하여 샘플분말을 용해시키고, 여과하여 청액을 얻고, 정용(constant volume)한 후, 유도결합플라즈마 발광분광기(ICP-OES)를 운용하여 샘플중의 금속 또는 비금속원소의 함량을 테스트한다.The sample powder is dissolved using a microwave, filtered to obtain a clear liquid, and after constant volume, the content of metal or non-metallic elements in the sample is tested by operating an inductively coupled plasma optical emission spectrometer (ICP-OES).

(7) I₁/I₂의 테스트방법(7) Test method for I ₁ /I ₂

1.0g 내지 2.0g의 샘플을 유리샘플대의 홈내에 넣고 판유리로 이를 다짐하고 마모한다. X선회절기(Bruker,D8)를 이용하여 JJS K 0131-1996《X선회절분석법통칙》에 따라 테스트를 진행한다. 테스트전압을 40kV으로 설치하고 전류는 30mA이고, 스캔각도범위는 10-85°이고, 스캔보폭은 0.0167°이며, 매개보폭에 설치한 시간은 0.24초이다. 이렇게 하여 XRD회절도를 얻으며 이 도에서 2θ가 28.4±0.1범위내에 있는 최고특징피크의 강도I₁과 2θ가 22.0±0.1범위내에 있는 최고특징피크의 강도I₂를 얻어서 I₁/I₂의 값을 계산해 낸다.A sample weighing 1.0 g to 2.0 g is placed in the groove of the glass sample table and compacted and abraded with a plate glass. The test is conducted according to JJS K 0131-1996《General Rules for X-ray Diffraction Analysis》 using an The test voltage is set to 40kV, the current is 30mA, the scan angle range is 10-85°, the scan stride is 0.0167°, and the installation time for each stride is 0.24 seconds. In this way, an XRD diffraction diagram is obtained, and in this figure, the intensity I ₁ of the highest characteristic peak whose 2θ is within the range of 28.4 ± 0.1 and the intensity I ₂ of the highest characteristic peak whose 2θ is within the range of 22.0 ± 0.1 are obtained to obtain the value of I ₁ /I ₂ Calculate .

(8)음극활성재료의 그람용량과 초기쿨롱효율의 테스트방법(8) Test method for gram capacity and initial coulombic efficiency of cathode active material

제조한 음극활성재료, 도전카본블랙과 폴리머를 약80%:10%:10%의 중량비로 탈이온수중에 투입하고, 교반하여 페이스트를 형성한다. 블레이드 코팅을 이용하여 두께가 약100μm인 코팅층을 형성한다. 진공건조박스중에 넣어 약85℃의 온도로 약12시간 동안 건조시킨다. 건조 환경중에서 펀칭기를 사용하여 직경이 약1cm인 웨이퍼로 자른다. 그후, 글러브박스중에서 금속리튬편을 상대전극으로 하고, 세퍼레이터는 ceglard복합막을 선택하고, 전해액을 투입하여 버튼전지를 조립한다. LAND계열 전지 테스트를 이용하여 전지에 대하여 충방전테스트를 진행하고, 음극활성재료의 그람용량을 테스트한다. 이하 식을 통하여 초기쿨롱효율을 계산한다.The prepared negative electrode active material, conductive carbon black and polymer are added to deionized water at a weight ratio of approximately 80%:10%:10% and stirred to form a paste. A coating layer with a thickness of approximately 100 μm is formed using blade coating. Put it in a vacuum drying box and dry it at a temperature of about 85°C for about 12 hours. Cut into wafers with a diameter of approximately 1 cm using a punching machine in a dry environment. Afterwards, a piece of lithium metal from the glove box is used as the counter electrode, a ceglard composite membrane is selected as the separator, and electrolyte is added to assemble the button battery. Using the LAND series battery test, charge and discharge tests are performed on the battery, and the gram capacity of the anode active material is tested. Calculate the initial Coulombic efficiency using the equation below.

초기쿨롱효율=방전마감전압이 2.0V일 때의 용량/충전마감전압이 0.005V일 때 상응한 용량.Initial coulombic efficiency = Capacity when the discharge cut-off voltage is 2.0V/corresponding capacity when the charge cut-off voltage is 0.005V.

(9)순환회수의 테스트방법(9) Test method for circulation recovery

테스트온도(25℃ 또는 45℃) 조건하에서, 0.7C의 정전류로 리튬이온전지를 4.4V까지 충전하고, 정전압으로 0.025C까지 충전하며, 5분 동안 정치시킨후 0.5C로 3.0V까지 방전시킨다. 이같은 절차로 얻은 용량이 초기용량이다. 이후, 0.7C 충전/0.5C 방전을 통하여 순환테스트를 진행한다. 매 순환후의 용량과 초기용량을 비례하여, 용량감쇠그래프를 얻는다. 25℃의 조건하에서, 용량유지율이 85%될 때까지 순환한 회수를 리튬이온전지의 실온하에서의 순환회수로 기록한다. 45℃의 조건하에서, 용량유지율이 85%될 때까지 순환한 회수를 리튬이온전지의 고온하에서의 순환회수로 기록한다.Under test temperature (25℃ or 45℃) conditions, the lithium-ion battery is charged to 4.4V at a constant current of 0.7C, charged to 0.025C at a constant voltage, left to stand for 5 minutes, and then discharged to 3.0V at 0.5C. The capacity obtained through this procedure is the initial capacity. Afterwards, a circulation test is performed through 0.7C charge/0.5C discharge. By proportioning the capacity after each cycle to the initial capacity, a capacity decay graph is obtained. Under conditions of 25°C, the number of cycles until the capacity retention rate reaches 85% is recorded as the number of cycles at room temperature of the lithium ion battery. Under conditions of 45°C, the number of cycles until the capacity retention rate reaches 85% is recorded as the number of cycles under high temperature of the lithium ion battery.

(10)순환팽창율의 테스트방법(10) Test method for cyclic expansion rate

테스트온도(25℃ 또는 45℃) 조건하에서, 스크류마이크로메터를 사용하여 50%하전상태(SOC)(반충전)에 처할 시의 리튬이온전지의 두께를 테스트한다. "순환회수의 테스트방법"과 동일한 절차를 채용하여, 리튬이온전지를 400회 순환시키고, 전지를 100% SOC(완충전)상태에 처하게 한후, 스크류마이크로메터를 사용하여 완충전상태의 리튬이온전지의 두께를 테스트한다. 완충전상태의 리튬이온전지의 두께와 반충전상태의 리튬이온전지의 두께의 비값이 순환팽창율이다. 25℃의 조건하에서 테스트한 순환팽창율이 리튬이온전지의 실온하에서의 순환팽창율이다. 45℃의 조건하에서 테스트한 순환팽창율이 리튬이온전지의 고온하에서의 순환팽창율이다.Under the test temperature (25℃ or 45℃), the thickness of the lithium-ion battery is tested when it is at 50% state of charge (SOC) (half-charged) using a screw micrometer. Using the same procedure as the "test method for cycle recovery," the lithium-ion battery was cycled 400 times, the battery was placed in a 100% SOC (fully charged) state, and then the lithium ion in a fully charged state was measured using a screw micrometer. Test the thickness of the battery. The ratio of the thickness of a lithium-ion battery in a fully charged state to the thickness of a lithium-ion battery in a half-charged state is the cyclic expansion rate. The cyclic expansion rate tested under conditions of 25°C is the cyclic expansion rate of a lithium ion battery at room temperature. The cyclic expansion rate tested under conditions of 45°C is the cyclic expansion rate under high temperature of a lithium ion battery.

3, 테스트결과3, Test results

표1은 기질재료중의 탄소함량, 평균입경과 비표면적 및 음극활성재료의 I₁/I₂이 리튬이온전지의 실온과 고온하에서의 순환성능에 대한 영향을 나타낸다.Table 1 shows the influence of carbon content, average particle size and specific surface area in the substrate material, and I ₁ /I ₂ of the negative electrode active material on the cycling performance of the lithium ion battery at room temperature and high temperature.

표1에 나타난 바와 같이, 비교예1의 기질재료중의 탄소함량은 비교적 낮고, 리튬이온전지의 실온과 고온하에서의 순환회수는 비교적 낮으며 순환팽창율은 비교적 높다. 기질재료중의 탄소함량(탄소, 규소와 산소의 총질량에 대하여)이 0.5% 내지 10%의 범위내에 있을 시(실시예1-8), 리튬이온전지의 실온과 고온하에서의 순환회수는 현저히 증가되고 순환팽창율은 현저히 감소된다. 일산화규소 기질재료중에 소량의 탄소를 도핑하면 음극활성재료의 그람용량과 초기쿨롱효율이 감소된다. 하지만 순환성능의 현저한 제고에 비하면, 이 정도의 감소는 응용중에서 받아들일수 있다.As shown in Table 1, the carbon content in the substrate material of Comparative Example 1 is relatively low, the cycle recovery of the lithium ion battery at room temperature and high temperature is relatively low, and the cycle expansion rate is relatively high. When the carbon content (relative to the total mass of carbon, silicon and oxygen) in the substrate material is within the range of 0.5% to 10% (Example 1-8), the number of cycles of the lithium ion battery at room temperature and high temperature significantly increases. and the circulatory expansion rate is significantly reduced. Doping a small amount of carbon into the silicon monoxide substrate material reduces the gram capacity and initial coulombic efficiency of the cathode active material. However, compared to the significant improvement in circulation performance, this level of reduction is acceptable in applications.

도1은 실시예2를 예로 한 본 출원의 음극활성재료중의 탄소분포의 설명도를 나타낸다. 여기서, 탄소는 기본적으로 균일하게 분포되어 있다. 즉 기질재료의 임의 구역중에서 탄소함량은 기본적으로 동일하다. 도2는 비교예2의 음극활성재료중의 탄소분포의 설명도를 나타낸다. 여기서, 음극활성재료의 기질재료는 규소산소탄소세라믹 재료이고, 탄소는 기질재료중에서 불균일하게 분포되어 있다.Figure 1 shows an explanatory diagram of carbon distribution in the negative electrode active material of the present application using Example 2 as an example. Here, carbon is basically uniformly distributed. That is, the carbon content in any region of the substrate material is basically the same. Figure 2 shows an explanatory diagram of carbon distribution in the negative electrode active material of Comparative Example 2. Here, the substrate material of the negative electrode active material is a silicon-oxygen-carbon ceramic material, and carbon is distributed unevenly in the substrate material.

기질재료의 평균입경이 0.5 μm 내지 30 μm일 시, 리튬이온전지의 실온과 고온하에서의 순환회수를 진일보 제고시키고 그 순환팽창율을 감소시키는데 유리하다.When the average particle diameter of the substrate material is 0.5 μm to 30 μm, it is advantageous to further improve the circulation recovery of the lithium ion battery at room temperature and high temperature and reduce its circulation expansion rate.

기질재료의 비표면적이 10 m²/g보다 작거나 같을 시, 리튬이온전지의 실온과 고온하에서의 순환회수를 진일보 제고시키고 그 순환팽창율을 감소시키는데 유리하다.When the specific surface area of the substrate material is less than or equal to 10 m ² /g, it is advantageous to further improve the circulation recovery of the lithium ion battery at room temperature and high temperature and reduce its circulation expansion rate.

상기 음극활성재료의 I₁/I₂≤10일 시, 리튬이온전지의 실온과 고온하에서의 순환회수를 진일보 제고시키고 그 순환팽창율을 감소시키는데 유리하다.When I ₁ /I ₂ of the negative electrode active material is ≤10, it is advantageous to further improve the circulation recovery of the lithium ion battery at room temperature and high temperature and reduce its circulation expansion rate.

표2는 음극활성재료중의 탄소코팅층이 리튬이온전지의 실온과 고온하에서의 순환성능에 대한 영향을 나타낸다. 실시예9-11과 실시예2의 다른 점은 단지 표2중에 열거한 파라미터에 있다.Table 2 shows the effect of the carbon coating layer in the negative electrode active material on the cycling performance of the lithium ion battery at room temperature and high temperature. The difference between Examples 9-11 and Example 2 lies only in the parameters listed in Table 2.

표2에 나타난 바와 같이, 실시예9-11의 음극활성재료는 기질재료표면에 형성된 탄소코팅층을 포함한다. 기질재료 코팅층중의 탄소함량이 0.05% 내지 10%일 시 및/또는 코팅층중의 탄소함량과 기질재료중의 탄소함량의 중량비가 0.5 내지 5일 시, 리튬이온전지의 실온과 고온하에서의 순환회수를 진일보 제고시키고 그 순환팽창율을 감소시키는데 유리하다.As shown in Table 2, the negative electrode active material of Examples 9-11 includes a carbon coating layer formed on the surface of the substrate material. When the carbon content in the coating layer of the substrate material is 0.05% to 10% and/or when the weight ratio of the carbon content in the coating layer to the carbon content in the substrate material is 0.5 to 5, the cycle number of lithium ion batteries at room temperature and high temperature is It is advantageous to further improve and reduce the rate of circulation expansion.

표3은 음극활성재료중의 산화물코팅층이 리튬이온전지의 실온과 고온하에서의 순환성능에 대한 영향을 나타낸다. 실시예12-14과 실시예2의 다른 점은 단지 표3중에 열거한 파라미터에 있다.Table 3 shows the effect of the oxide coating layer in the negative electrode active material on the cycling performance of the lithium ion battery at room temperature and high temperature. The difference between Examples 12-14 and Example 2 lies only in the parameters listed in Table 3.

표3에 나타난 바와 같이, 실시예12-14의 음극활성재료는 기질재료표면에 형성된 산화물코팅층MeOy을 포함한다. 산화물층중 Me의 함량이 0.05% 내지 5%일 시, 리튬이온전지의 실온과 고온하에서의 순환회수를 진일보 제고시키고 그 순환팽창율을 감소시키는데 유리하다.As shown in Table 3, the negative electrode active material of Examples 12-14 includes an oxide coating layer MeOy formed on the surface of the substrate material. When the Me content in the oxide layer is 0.05% to 5%, it is advantageous to further improve the cycle recovery of the lithium ion battery at room temperature and high temperature and to reduce its cycle expansion rate.

표4는 음극활성재료중의 폴리머코팅층 및 그 두께가 리튬이온전지의 실온과 고온하에서의 순환성능에 대한 영향을 나타낸다. 실시예15-19과 실시예2의 다른 점은 단지 표4중에 열거한 파라미터에 있다.Table 4 shows the effect of the polymer coating layer in the negative electrode active material and its thickness on the cycling performance of the lithium ion battery at room temperature and high temperature. The difference between Examples 15-19 and Example 2 lies only in the parameters listed in Table 4.

표4에 나타난 바와 같이, 실시예15-19의 음극활성재료는 기질재료표면에 형성된 폴리머코팅층을 포함한다. 이는 리튬이온전지의 실온과 고온하에서의 순환회수를 진일보 제고시키고 그 순환팽창율을 감소시키는데 유리하다. 코팅층의 두께가 0.5 nm 내지 100 nm일 시, 리튬이온전지의 실온과 고온하에서의 순환회수를 진일보 제고시키고 그 순환팽창율을 감소시키는데 유리하다.As shown in Table 4, the negative electrode active materials of Examples 15-19 included a polymer coating layer formed on the surface of the substrate material. This is advantageous in further improving the circulation recovery of lithium ion batteries at room and high temperatures and reducing their circulation expansion rate. When the thickness of the coating layer is 0.5 nm to 100 nm, it is advantageous to further improve the circulation recovery of the lithium ion battery at room temperature and high temperature and to reduce its circulation expansion rate.

전체 명세서중에서, "일부 실시예", "부분 실시예", "하나의 실시예", "다른 하나의 예", "예", 또는 "구체적인 예"에 대한 인용이 대표하는 의미는, 본 출원중의 적어도 하나의 실시예 혹은 예는 그 실시예 혹은 예중 서술된 특정 특징, 구조, 재료 혹은 특성을 포함한다. 따라서, 전체 명세서중의 각곳에서 나타난 서술, 예를 들어 "일부 실시예중에서", "실시예중에서", "하나의 실시예중에서", "다른 하나의 예중에서", "하나의 예중에서", "특정예중에서" 혹은 "예"는 반드시 본 출원중의 동일한 실시예 혹은 예를 인용하는것은 아니다. 그리고, 본문중의 특정특징, 구조, 재료 혹은 특성은 일체 합리적인 방식으로 하나 혹은 다수의 실시예 혹은 예중에 결합할 수 있다.In the entire specification, the meaning represented by references to “some embodiments,” “partial embodiments,” “one embodiment,” “another example,” “example,” or “specific example” refers to the meaning of the present application. At least one embodiment or example of includes a specific feature, structure, material or characteristic described in the embodiment or example. Accordingly, statements appearing at various places in the entire specification, such as “in some embodiments,” “in one embodiment,” “in one embodiment,” “in another example,” “in one example,” “Among specific examples” or “examples” do not necessarily refer to the same embodiment or example in the present application. In addition, specific features, structures, materials or characteristics in the text can be combined in one or more embodiments or examples in any reasonable manner.

비록 설명성 실시예에 대하여 연시하고 서술하였지만, 본 출원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 상기 실시예가 본 출원에 대한 제한으로 해석되어서는 안되고, 본 출원의 정신, 원리 및 범위를 벗어나지 않는 정황하에서 실시예에 대하여 변경, 대체 및 수정할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although explanatory examples have been described and described in detail, those of ordinary skill in the technical field to which this application pertains should not interpret the above-mentioned examples as limitations on the present application and shall not deviate from the spirit, principles and scope of the present application. It will be understood that changes, substitutions, and modifications may be made to the embodiments under unfavorable circumstances.

Claims

기질재료를 포함하고,
상기 기질재료는 탄소와 일산화규소를 포함하며,
상기 기질재료내부에 Si-C와 O-C결합이 형성되며, 탄소와 규소 및 산소의 총 질량을 기준으로, 상기 탄소의 함량은 0.5% 내지 10%이고,
음극활성재료는 상기 기질재료의 적어도 일부분 표면에 형성된 코팅층을 더 포함하고,
상기 코팅층은 산화물 또는 폴리머 중에서 선택된 적어도 1종을 포함하는 것을 특징으로 하는 음극활성재료.Including substrate materials,
The substrate material includes carbon and silicon monoxide,
Si-C and OC bonds are formed inside the substrate material, and the carbon content is 0.5% to 10% based on the total mass of carbon, silicon, and oxygen,
The negative electrode active material further includes a coating layer formed on at least a portion of the surface of the substrate material,
A negative electrode active material, wherein the coating layer includes at least one selected from oxide or polymer.

제1항에 있어서,
상기 탄소는 상기 일산화규소 중에 도핑되어 있고,
상기 기질재료의 탄소와 규소 및 산소의 총 질량을 기준으로, 상기 탄소의 함량은 0.5% 내지 10%인 것을 특징으로 하는 음극활성재료.According to paragraph 1,
The carbon is doped in the silicon monoxide,
A negative electrode active material, wherein the carbon content is 0.5% to 10% based on the total mass of carbon, silicon, and oxygen of the substrate material.

제1항에 있어서,
상기 기질재료의 평균입경은 0.5 내지 30 μm인 것을 특징으로 하는 음극활성재료.According to paragraph 1,
A negative electrode active material, characterized in that the average particle diameter of the substrate material is 0.5 to 30 μm.

제1항에 있어서,
상기 기질재료의 비표면적은 10 m²/g보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 음극활성재료.According to paragraph 1,
A negative electrode active material, characterized in that the specific surface area of the substrate material is less than or equal to 10 m ² /g.

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제1항에 있어서,
상기 음극활성재료는 하기 (d) 또는 (e) 특징 중에서 적어도 하나를 만족하는 것을 특징으로 하는 음극활성재료:
(d) 상기 산화물은 식 MeOy로 표시되는 물질을 가지고 있고, Me는 Al, Si, Ti, Mn, V, Cr, Co 또는 Zr 중 적어도 1종을 포함하고, 2y의 수치는 Me의 원자가이고, 상기 음극활성재료의 중량을 기준하여, 상기 Me의 함량은 0.05% 내지 5%이고,
(e) 상기 코팅층의 두께는 0.5 nm 내지 100 nm.According to paragraph 1,
The negative electrode active material is characterized in that it satisfies at least one of the following characteristics (d) or (e):
(d) the oxide has a material represented by the formula MeOy, Me includes at least one of Al, Si, Ti, Mn, V, Cr, Co or Zr, and the value of 2y is the valence of Me, Based on the weight of the negative electrode active material, the Me content is 0.05% to 5%,
(e) The thickness of the coating layer is 0.5 nm to 100 nm.

제1항에 있어서,
상기 폴리머는 폴리플루오르화비닐리덴, 카르복시메틸셀룰로오스, 나트륨카르복시메틸셀룰로오스, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴산, 스티렌부타디엔고무, 폴리아크릴아미드, 폴리이미드 또는 폴리아미드이미드중의 적어도 1종을 포함하는 것을 특징으로 하는 음극활성재료.According to paragraph 1,
The polymer includes at least one of polyvinylidene fluoride, carboxymethylcellulose, sodium carboxymethylcellulose, polyvinylpyrrolidone, polyacrylic acid, styrenebutadiene rubber, polyacrylamide, polyimide, or polyamidoimide. Characterized negative electrode active material.

제1항에 있어서,
상기 음극활성재료의 X선회절 그래프에서, 2θ가 28.4±0.1 범위 내에 있는 최고특징피크의 강도는 I₁이고, 2θ가 22.0±0.1 범위 내에 있는 최고특징피크의 강도는 I₂이며, I₁/I₂≤10인 것을 특징으로 하는 음극활성재료.According to paragraph 1,
_In _the A negative electrode active material characterized in that I ₂ ≤ 10.

음극을 포함하고, 상기 음극은 제1항 내지 제4항 및 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 음극활성재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기화학장치.An electrochemical device comprising a cathode, wherein the cathode includes the cathode active material according to any one of claims 1 to 4 and 6 to 8.

제9항에 따른 전기화학장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자장치.
An electronic device comprising an electrochemical device according to claim 9.